KR20180059861A - Moving device, exposure device, manufacturing method of flat panel display, device manufacturing method, and moving method of object - Google Patents

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Abstract

기판 (P) 을 이동시키는 기판 스테이지 장치 (20) 는, 기판 (P) 을 비접촉 지지하는 비접촉 홀더 (32) 와, 비접촉 홀더 (32) 를 이동시키는 제 1 구동부와, 비접촉 홀더 (32) 의 이동의 기준이 되는 스케일판 (82) 과, 스케일판 (46) 과 Y 헤드 (78y) 를 갖고, 스케일판 (46) 과 Y 헤드 (78y) 의 일방이 비접촉 홀더 (32) 에 형성되고, 스케일판 (46) 과 Y 헤드 (78y) 의 타방이 스케일판 (82) 과 비접촉 홀더 (32) 의 사이에 형성되고, Y 헤드 (78y) 의 위치 정보를 계측하는 제 1 계측부와, 스케일판 (46) 과 Y 헤드 (78y) 의 타방의 위치 정보를 계측하는 제 2 계측부와, 제 1 및 제 2 계측부에 의해 계측된 위치 정보에 기초하여, 비접촉 홀더 (32) 의 위치 정보를 구하는 위치 계측계를 구비한다.The substrate stage device 20 for moving the substrate P includes a noncontact holder 32 for supporting the substrate P in a noncontact manner, a first driving part for moving the noncontacting holder 32, A scale plate 46 and a Y head 78y and one of the scale plate 46 and the Y head 78y is formed in the noncontact holder 32, A first measuring section formed between the scale plate 82 and the non-contact holder 32 and the other of the Y head 78 and the Y head 78y for measuring the positional information of the Y head 78y, And a position measuring system for obtaining positional information of the non-contact holder 32 on the basis of the positional information measured by the first and second measuring units do.

Figure P1020187011648
Figure P1020187011648

Description

이동체 장치, 노광 장치, 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법, 및 디바이스 제조 방법, 그리고 물체의 이동 방법Moving device, exposure device, manufacturing method of flat panel display, device manufacturing method, and moving method of object

본 발명은 이동체 장치, 노광 장치, 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법, 및 디바이스 제조 방법, 그리고 물체의 이동 방법과 관련되며, 더욱 상세하게는, 물체를 이동시키는 이동체 장치 및 이동 방법, 이동체 장치를 포함하는 노광 장치, 노광 장치를 사용한 플랫 패널 디스플레이, 또는 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a moving body apparatus, an exposure apparatus, a method of manufacturing a flat panel display, a device manufacturing method, and a moving method of an object, and more particularly, to a moving body apparatus and a moving method, An exposure apparatus, a flat panel display using an exposure apparatus, or a manufacturing method of a device.

종래, 액정 표시 소자, 반도체 소자 (집적 회로 등) 등의 전자 디바이스 (마이크로디바이스) 를 제조하는 리소그래피 공정에서는, 마스크 또는 레티클 (이하, 「마스크」 라고 총칭한다) 과, 유리 플레이트 또는 웨이퍼 등 (이하, 「기판」 이라고 총칭한다) 을 소정의 주사 방향을 따라 동기 이동시키면서, 마스크에 형성된 패턴을 에너지 빔을 사용하여 기판 상에 전사하는 스텝·앤드·스캔 방식의 노광 장치 (소위 스캐닝·스테퍼 (스캐너라고도 불린다)) 등이 사용되고 있다.Conventionally, in a lithography process for manufacturing electronic devices (microdevices) such as liquid crystal display devices and semiconductor devices (integrated circuits) and the like, a mask or a reticle (hereinafter collectively referred to as a "mask"), a glass plate, Scan type exposure apparatus in which a pattern formed on a mask is transferred onto a substrate using an energy beam while synchronously moving a substrate (hereinafter, referred to as a " substrate "Quot;) is used.

이런 종류의 노광 장치로는, 기판 스테이지 장치가 갖는 바 미러 (장척 (長尺) 의 거울) 를 사용하여 노광 대상 기판의 수평면 내의 위치 정보를 구하는 광 간섭계 시스템을 구비하는 것이 알려져 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).An exposure apparatus of this type is known to include an optical interferometer system that obtains position information in a horizontal plane of a substrate to be exposed using a bar mirror (a long mirror) of the substrate stage apparatus (for example, , See Patent Document 1).

여기서, 광 간섭계 시스템을 이용하여 기판의 위치 정보를 구하는 경우, 소위 공기 흔들림의 영향을 무시할 수 없다.Here, when the position information of the substrate is obtained by using the optical interferometer system, the influence of so-called air blur can not be ignored.

미국 특허출원공개 제2010/0266961호 명세서U.S. Patent Application Publication No. 2010/0266961

본 발명의 제 1 양태에 의하면, 물체를 비접촉 지지하는 지지부와, 상기 지지부에 의해 비접촉 지지된 상기 물체를 유지하는 유지부와, 상기 유지부를, 서로 교차하는 제 1 및 제 2 방향으로 이동시키는 제 1 구동부와, 상기 유지부의 상기 제 1 및 제 2 방향으로의 이동의 기준이 되는 기준 부재와, 상기 제 1 방향의 계측 성분을 갖는 제 1 격자부와, 상기 제 1 격자부에 대향하도록 배치되고, 상기 제 1 격자부에 대하여 계측빔을 조사하는 제 1 헤드를 갖고, 상기 제 1 격자부와 상기 제 1 헤드의 일방이 상기 유지부에 형성되고, 상기 제 1 격자부와 상기 제 1 헤드의 타방이 상기 기준 부재와 상기 유지부의 사이에 형성되고, 상기 제 1 헤드 및 상기 제 1 격자 부재에 의해 상기 제 1 헤드의 위치 정보를 계측하는 제 1 계측부와, 상기 제 1 격자부와 상기 제 1 헤드의 타방의 위치 정보를 계측하는 제 2 계측부와, 상기 제 1 및 제 2 계측부에 의해 계측된 위치 정보에 기초하여, 상기 제 1 및 제 2 방향에 관해서, 상기 물체를 유지하는 상기 유지부의 위치 정보를 구하는 위치 계측계를 구비하는 이동체 장치가 제공된다.According to a first aspect of the present invention, there is provided an apparatus for controlling an object, comprising: a support for supporting an object in a non-contact manner; a holding unit for holding the object not supported by the support in a non-contact manner; A reference member serving as a reference for movement of the holding unit in the first and second directions, a first lattice unit having a measurement component in the first direction, and a second lattice unit arranged to face the first lattice unit And a first head for irradiating a measurement beam to the first grating portion, wherein one of the first grating portion and the first head is formed in the holding portion, and the first grating portion and the first head A first measuring portion formed between the reference member and the holding portion and measuring the position information of the first head by the first head and the first grating member; Head Position information of the holding unit holding the object in the first and second directions based on the positional information measured by the first and second measuring units, There is provided a moving body apparatus having a position measuring system to be obtained.

본 발명의 제 2 양태에 의하면, 제 1 양태에 관련된 이동체 장치와, 에너지 빔을 사용하여 상기 물체에 소정의 패턴을 형성하는 패턴 형성 장치를 구비하는 노광 장치가 제공된다.According to a second aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus comprising a moving body apparatus according to the first aspect and a pattern forming apparatus for forming a predetermined pattern on the object using an energy beam.

본 발명의 제 3 양태에 의하면, 제 2 양태에 관련된 노광 장치를 사용하여 상기 물체를 노광하는 것과, 노광된 상기 물체를 현상하는 것을 포함하는 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법이 제공된다.According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a flat panel display, comprising: exposing the object using the exposure apparatus according to the second aspect; and developing the exposed object.

본 발명의 제 4 양태에 의하면, 제 2 양태에 관련된 노광 장치를 사용하여 상기 물체를 노광하는 것과, 노광된 상기 물체를 현상하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a device manufacturing method comprising: exposing an object using an exposure apparatus according to the second aspect; and developing the exposed object.

본 발명의 제 5 양태에 의하면, 물체를 지지부에 의해 비접촉 지지하는 것과, 상기 지지부에 의해 비접촉 지지된 상기 물체를 유지부에 의해 유지하는 것과, 상기 유지부를, 서로 교차하는 제 1 및 제 2 방향으로 제 1 구동부에 의해 이동시키는 것과, 상기 제 1 방향의 계측 성분을 갖는 제 1 격자부와, 상기 제 1 격자부에 대향하도록 배치되고, 상기 제 1 격자부에 대하여 계측빔을 조사하는 제 1 헤드를 갖고, 상기 제 1 격자부와 상기 제 1 헤드의 일방이 상기 유지부에 형성되고, 상기 제 1 격자부와 상기 제 1 헤드의 타방이 상기 유지부의 상기 제 1 및 제 2 방향으로의 이동의 기준이 되는 기준 부재와 상기 유지부의 사이에 형성된 제 1 계측부에 의해, 상기 제 1 헤드 및 상기 제 1 격자 부재를 사용하여 상기 제 1 헤드의 위치 정보를 계측하는 것과, 상기 제 1 격자부와 상기 제 1 헤드의 타방의 위치 정보를 제 2 계측부에 의해 계측하는 것과, 상기 제 1 및 제 2 계측부에 의해 계측된 위치 정보에 기초하여, 상기 제 1 및 제 2 방향에 관해서, 상기 물체를 유지하는 상기 유지부의 위치 정보를 구하는 것을 포함하는 물체의 이동 방법이 제공된다.According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: providing a noncontact support of an object by a support; holding the object not supported by the support by the retainer; and holding the retainer in first and second directions A first grating portion having a measurement component in the first direction and a second grating portion arranged to face the first grating portion, Wherein one of the first lattice portion and the first head is formed in the holding portion, the other of the first lattice portion and the first head moves in the first and second directions of the holding portion, Measuring the positional information of the first head using the first head and the first lattice member by a first measuring section formed between the reference member and the holding section as a reference of the first head and the first lattice member, And a second measuring unit for measuring positional information of the other of the first and second heads based on positional information measured by the first measuring unit and the second measuring unit in the first and second directions, And obtaining the position information of the holding unit that holds the object.

도 1 은, 제 1 실시형태에 관련된 액정 노광 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2 는, 도 1 의 A-A 선 단면도이다.
도 3 은, 도 1 의 액정 노광 장치가 구비하는 기판 스테이지 장치의 상세한 내용을 나타내는 도면이다.
도 4 는, 기판 스테이지 장치의 주요부 확대도이다.
도 5 는, 도 1 의 액정 노광 장치가 구비하는 기판 위치 계측계의 개념도이다.
도 6 은, 액정 노광 장치의 제어계를 중심적으로 구성하는 주제어 장치의 입출력 관계를 나타내는 블록도이다.
도 7 은, 기판 스테이지 장치의 동작 (―Y 방향으로의 스텝 동작) 을 설명하기 위한 도면이다.
도 8(a) 및 도 8(b) 는, 노광 동작시에 있어서의 기판 스테이지 장치의 동작 (그 1) 을 설명하기 위한 도면 (각각 평면도 및 정면도) 이다.
도 9(a) 및 도 9(b) 는, 노광 동작시에 있어서의 기판 스테이지 장치의 동작 (그 2) 을 설명하기 위한 도면 (각각 평면도 및 정면도) 이다.
도 10(a) 및 도 10(b) 는, 노광 동작시에 있어서의 기판 스테이지 장치의 동작 (그 3) 을 설명하기 위한 도면 (각각 평면도 및 정면도) 이다.
도 11 은, 제 2 실시형태에 관련된 기판 위치 계측계의 개념도이다.
도 12(a) 및 도 12(b) 는, 제 3 실시형태에 관련된 기판 스테이지 장치를 나타내는 도면 (각각 단면도, 평면도) 이다.
1 is a view schematically showing a configuration of a liquid crystal exposure apparatus according to the first embodiment.
2 is a sectional view taken along the line AA in Fig.
Fig. 3 is a view showing the details of the substrate stage apparatus provided in the liquid crystal exposure apparatus shown in Fig. 1. Fig.
4 is an enlarged view of a main part of the substrate stage apparatus.
5 is a conceptual diagram of a substrate position measuring system provided in the liquid crystal exposure apparatus shown in Fig.
Fig. 6 is a block diagram showing the input / output relationship of the main controller that constitutes the control system of the liquid crystal exposure apparatus.
7 is a view for explaining the operation (step operation in the -Y direction) of the substrate stage device.
Figs. 8A and 8B are drawings (respectively a plan view and a front view) for explaining the operation (1) of the substrate stage apparatus in the exposure operation.
Figs. 9A and 9B are views (a plan view and a front view, respectively) for explaining the operation (No. 2) of the substrate stage device in the exposure operation.
Figs. 10A and 10B are drawings (respectively a plan view and a front view) for explaining the operation (No. 3) of the substrate stage device in the exposure operation.
11 is a conceptual diagram of a substrate position measuring system according to the second embodiment.
Figs. 12 (a) and 12 (b) are diagrams (sectional views and plan views, respectively) showing the substrate stage device according to the third embodiment.

《제 1 실시형태》&Quot; First embodiment "

이하, 제 1 실시형태에 대해, 도 1 ∼ 도 10(b) 를 사용하여 설명한다.Hereinafter, the first embodiment will be described using Figs. 1 to 10 (b).

도 1 에는, 제 1 실시형태에 관련된 액정 노광 장치 (10) 의 구성이 개략적으로 도시되어 있다. 액정 노광 장치 (10) 는, 예를 들어 액정 표시 장치 (플랫 패널 디스플레이) 등에 사용되는 사각형 (각형 (角型)) 의 유리 기판 (P) (이하, 간단히 기판 (P) 이라고 칭한다) 을 노광 대상물로 하는 스텝·앤드·스캔 방식의 투영 노광 장치, 소위 스캐너이다.Fig. 1 schematically shows the structure of a liquid crystal exposure apparatus 10 according to the first embodiment. The liquid crystal exposure apparatus 10 is a liquid crystal exposure apparatus in which a rectangular glass substrate P (hereinafter, simply referred to as a substrate P) used for a liquid crystal display (flat panel display) And a so-called " scanner "

액정 노광 장치 (10) 는, 조명계 (12), 회로 패턴 등의 패턴이 형성된 마스크 (M) 를 유지하는 마스크 스테이지 (14), 투영 광학계 (16), 장치 본체 (18), 표면 (도 1 에서 +Z 측을 향한 면) 에 레지스트 (감응제) 가 도포된 기판 (P) 을 유지하는 기판 스테이지 장치 (20), 및 이들의 제어계 등을 갖고 있다. 이하, 노광시에 마스크 (M) 와 기판 (P) 이 투영 광학계 (16) 에 대하여 각각 상대 주사되는 방향을 X 축 방향으로 하고, 수평면 내에서 X 축에 직교하는 방향을 Y 축 방향, X 축 및 Y 축에 직교하는 방향을 Z 축 방향으로 하여 설명을 실시한다. 또, X 축, Y 축, 및 Z 축 회전의 회전 방향을 각각 θx, θy, 및 θz 방향으로 하여 설명을 실시한다.The liquid crystal exposure apparatus 10 includes a mask stage 14 for holding an illumination system 12, a mask M on which a pattern such as a circuit pattern is formed, a projection optical system 16, an apparatus main body 18, A substrate stage device 20 for holding a substrate P coated with a resist (sensitizer) on a surface facing the + Z side, and a control system thereof. Hereinafter, the direction in which the mask M and the substrate P are relatively scanned relative to the projection optical system 16 in the exposure is referred to as the X-axis direction, the direction orthogonal to the X-axis in the horizontal plane is referred to as the Y- And a direction orthogonal to the Y-axis is defined as a Z-axis direction. The rotation directions of the X-axis, Y-axis, and Z-axis rotations are described as? X,? Y, and? Z directions, respectively.

조명계 (12) 는, 예를 들어 미국 특허 제5,729,331호 명세서 등에 개시되는 조명계와 동일하게 구성되어 있다. 즉, 조명계 (12) 는, 도시하지 않는 광원 (예를 들어, 수은 램프) 으로부터 사출된 광을, 각각 도시하지 않는 반사경, 다이크로익 미러, 셔터, 파장 선택 필터, 각종 렌즈 등을 통하여, 노광용 조명광 (조명광) (IL) 으로서 마스크 (M) 에 조사한다. 조명광 (IL) 으로는, 예를 들어 i 선 (파장 365 ㎚), g 선 (파장 436 ㎚), h 선 (파장 405 ㎚) 등의 광 (혹은, 상기 i 선, g 선, h 선의 합성광) 이 사용된다.The illumination system 12 is constructed in the same manner as the illumination system disclosed in, for example, U.S. Patent No. 5,729,331. That is, the illumination system 12 irradiates light emitted from a light source (not shown) (for example, a mercury lamp) through a reflector, a dichroic mirror, a shutter, a wavelength selection filter, And irradiates the mask M as illumination light (illumination light) IL. As the illumination light IL, light such as i-line (wavelength 365 nm), g-line (wavelength 436 nm), h-line (wavelength 405 nm) ) Is used.

마스크 스테이지 (14) 는, 광 투과형의 마스크 (M) 를 유지하고 있다. 주제어 장치 (50) (도 6 참조) 는, 예를 들어 리니어 모터를 포함하는 마스크 스테이지 구동계 (52) (도 6 참조) 를 통하여 마스크 스테이지 (14) (즉, 마스크 (M)) 를, 조명계 (12) (조명광 (IL)) 에 대하여 X 축 방향 (스캔 방향) 으로 소정의 장 (長) 스트로크로 구동함과 함께, Y 축 방향 및 θz 방향으로 미소 구동한다. 마스크 스테이지 (14) 의 수평면 내의 위치 정보는, 예를 들어 레이저 간섭계를 포함하는 마스크 스테이지 위치 계측계 (54) (도 6 참조) 에 의해 구해진다.The mask stage 14 holds a mask M of a light transmission type. The main controller 50 (see Fig. 6) is configured to move the mask stage 14 (i.e., the mask M) through the mask stage driving system 52 (see Fig. 6) including, for example, 12) (illumination light IL) with a predetermined long stroke in the X-axis direction (scanning direction) and fine-motion in the Y-axis direction and the? Z direction. Position information in the horizontal plane of the mask stage 14 is obtained by a mask stage position measuring system 54 (see FIG. 6) including, for example, a laser interferometer.

투영 광학계 (16) 는, 마스크 스테이지 (14) 의 하방에 배치되어 있다. 투영 광학계 (16) 는, 예를 들어 미국 특허 제6,552,775호 명세서 등에 개시되는 투영 광학계와 동일한 구성의, 소위 멀티 렌즈형의 투영 광학계이며, 예를 들어 정립정상 (正立正像) 을 형성하는 양측 텔레센트릭한 복수의 광학계를 구비하고 있다. 투영 광학계 (16) 로부터 기판 (P) 에 투사되는 조명광 (IL) 의 광축 (AX) 은, Z 축에 평행이다.The projection optical system 16 is disposed below the mask stage 14. The projection optical system 16 is a so-called multi-lens type projection optical system having the same configuration as that of the projection optical system disclosed in, for example, U.S. Patent No. 6,552,775. For example, And includes a plurality of centric optical systems. The optical axis AX of the illumination light IL projected from the projection optical system 16 onto the substrate P is parallel to the Z axis.

액정 노광 장치 (10) 에서는, 조명계 (12) 로부터의 조명광 (IL) 에 의해 소정의 조명 영역 내에 위치하는 마스크 (M) 가 조명되면, 마스크 (M) 를 통과한 조명광 (IL) 에 의해, 투영 광학계 (16) 를 통하여 그 조명 영역 내의 마스크 (M) 의 패턴의 투영상 (부분적인 패턴의 이미지) 이, 기판 (P) 상의 노광 영역에 형성된다. 그리고, 조명 영역 (조명광 (IL)) 에 대하여 마스크 (M) 가 주사 방향으로 상대 이동함과 함께, 노광 영역 (조명광 (IL)) 에 대하여 기판 (P) 이 주사 방향으로 상대 이동함으로써, 기판 (P) 상의 하나의 쇼트 영역의 주사 노광이 실시되고, 그 쇼트 영역에 마스크 (M) 에 형성된 패턴 (마스크 (M) 의 주사 범위에 대응하는 패턴 전체) 이 전사된다. 여기서, 마스크 (M) 상의 조명 영역과 기판 (P) 상의 노광 영역 (조명광의 조사 영역) 은, 투영 광학계 (16) 에 의해 서로 광학적으로 공액 관계가 되어 있다.In the liquid crystal exposure apparatus 10, when the mask M positioned in a predetermined illumination area is illuminated by the illumination light IL from the illumination system 12, the illumination light IL passing through the mask M is projected A projection image (partial pattern image) of a pattern of the mask M in the illumination area is formed in the exposure area on the substrate P through the optical system 16. The substrate M is moved relative to the illumination area (illumination light IL) in the scanning direction and the substrate P is moved in the scanning direction with respect to the exposure area (illumination light IL) P is performed, and a pattern (entire pattern corresponding to the scanning range of the mask M) formed on the mask M is transferred to the shot area. Here, the illumination region on the mask M and the exposure region (illumination region of the illumination light) on the substrate P are optically conjugated with each other by the projection optical system 16.

장치 본체 (18) 는, 상기 마스크 스테이지 (14) 및 투영 광학계 (16) 를 지지하는 부분이며, 복수의 방진 장치 (18) 를 통하여 클린 룸의 플로어 (F) 상에 설치되어 있다. 장치 본체 (18) 는, 예를 들어 미국 특허출원공개 제2008/0030702호 명세서에 개시되는 장치 본체와 동일하게 구성되어 있고, 상기 투영 광학계 (16) 를 지지하는 상부 가대부 (架台部) (18a) (광학 정반 (定盤) 등이라고도 칭해진다), 1 쌍의 하부 가대부 (18b) (도 1 에서는, 지면 안길이 방향으로 겹쳐 있기 때문에 일방은 도시하지 않음. 도 2 참조), 및 1 쌍의 중간 가대부 (18c) 를 갖고 있다.The apparatus main body 18 is a portion for supporting the mask stage 14 and the projection optical system 16 and is provided on the floor F of the clean room through a plurality of dustproof devices 18. [ The apparatus main body 18 is constructed in the same manner as the apparatus main body disclosed in, for example, United States Patent Application Publication No. 2008/0030702, and an upper portion supporting the projection optical system 16 (Also referred to as an optical surface plate or the like), a pair of lower portions 18b (see Fig. 2, one of which is not shown because the ground surface is overlapped in the direction of Fig. 1 in Fig. 1) And has a middle portion 18c.

기판 스테이지 장치 (20) 는, 기판 (P) 을 투영 광학계 (16) (조명광 (IL)) 에 대하여 고정밀도 위치 결정하는 부분이며, 기판 (P) 을 수평면 (X 축 방향 및 Y 축 방향) 을 따라 소정의 장 스트로크로 구동함과 함께, 6 자유도 방향으로 미소 구동한다. 기판 스테이지 장치 (20) 는, 베이스 프레임 (22), 조동 (粗動) 스테이지 (24), 중량 캔슬 장치 (26), X 가이드 바 (28), 기판 테이블 (30), 비접촉 홀더 (32), 1 쌍의 보조 테이블 (34), 기판 캐리어 (40) 등을 구비하고 있다.The substrate stage device 20 is a part for precisely positioning the substrate P with respect to the projection optical system 16 (illumination light IL) and has a horizontal plane (X axis direction and Y axis direction) Then, it is driven with a predetermined long stroke and is slightly driven in the six degrees of freedom direction. The substrate stage device 20 includes a base frame 22, a rough motion stage 24, a weight canceling device 26, an X guide bar 28, a substrate table 30, a noncontact holder 32, A pair of sub-tables 34, a substrate carrier 40, and the like.

베이스 프레임 (22) 은, 1 쌍의 X 빔 (22a) 을 구비하고 있다. X 빔 (22a) 은, X 축 방향으로 연장되는 YZ 단면 사각형의 부재로 이루어진다. 1 쌍의 X 빔 (22a) 은, Y 축 방향으로 소정 간격으로 배치되어 있고, 각각 다리부 (22b) 를 통하여 장치 본체 (18) 와는 물리적으로 분리 (진동적으로 절연) 된 상태로 플로어 (F) 상에 설치되어 있다. 1 쌍의 X 빔 (22a), 및 다리부 (22b) 는, 각각 접속 부재 (22c) 에 의해 일체적으로 접속되어 있다.The base frame 22 is provided with a pair of X beams 22a. The X-beam 22a is made of a member having a YZ cross-sectional rectangle extending in the X-axis direction. The pair of X beams 22a are arranged at predetermined intervals in the Y axis direction and are separated from the apparatus main body 18 through vibrating legs 22b As shown in Fig. The pair of X beams 22a and the leg portions 22b are integrally connected by a connecting member 22c.

조동 스테이지 (24) 는, 기판 (P) 을 X 축 방향으로 장 스트로크로 구동하기 위한 부분이며, 상기 1 쌍의 X 빔 (22a) 에 대응하여, 1 쌍의 X 캐리지 (24a) 를 구비하고 있다. X 캐리지 (24a) 는, YZ 단면 역 L 자 형상으로 형성되고, 대응하는 X 빔 (22a) 상에 복수의 기계적인 리니어 가이드 장치 (24c) 를 통하여 재치 (載置) 되어 있다.The coarse movement stage 24 is a portion for driving the substrate P in the X axis direction by a long stroke and has a pair of X carriages 24a corresponding to the pair of X beams 22a . The X carriage 24a is formed in an inverted L shape in YZ cross section and mounted on a corresponding X beam 22a through a plurality of mechanical linear guide devices 24c.

1 쌍의 X 캐리지 (24a) 각각은, 기판 테이블 (30) 을 구동하기 위한 기판 테이블 구동계 (56) (도 6 참조) 의 일부인 X 리니어 액추에이터를 통하여 주제어 장치 (50) (도 6 참조) 에 의해, 대응하는 X 빔 (22a) 을 따라 X 축 방향으로 소정의 장 스트로크 (기판 (P) 의 X 축 방향의 길이의 1 ∼ 1.5 배 정도) 로 동기 구동된다. X 캐리지 (24a) 를 구동하기 위한 X 리니어 액추에이터의 종류는, 적절히 변경 가능하고, 도 2 에서는, 예를 들어 X 캐리지 (24a) 가 갖는 가동자와, 대응하는 X 빔 (22a) 이 갖는 고정자를 포함하는 리니어 모터 (24d) 가 사용되고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 이송 나사 (볼 나사) 장치 등을 사용할 수도 있다.Each pair of X carriages 24a is driven by a main controller 50 (see Fig. 6) through an X linear actuator which is a part of a substrate table driving system 56 (see Fig. 6) for driving the substrate table 30 , And are synchronously driven along a corresponding X-beam 22a in a predetermined long stroke (about 1 to 1.5 times the length of the substrate P in the X-axis direction) in the X-axis direction. In Fig. 2, for example, the mover of the X carriage 24a and the stator of the corresponding X beam 22a are arranged in the X- But the present invention is not limited thereto. For example, a feed screw (ball screw) device or the like may be used.

또, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 조동 스테이지 (24) 는, 1 쌍의 Y 고정자 (62a) 를 갖고 있다. Y 고정자 (62a) 는, Y 축 방향으로 연장되는 부재로 이루어진다 (도 1 참조). 일방의 Y 고정자 (62a) 는, 조동 스테이지 (24) 의 +X 측의 단부 (端部) 근방에 있어서, 타방의 Y 고정자 (62a) 는, 조동 스테이지 (24) 의 ―X 측의 단부 근방에 있어서, 각각 1 쌍의 X 캐리지 (24a) 상에 가설 (架設) 되어 있다 (도 1 참조). Y 고정자 (62a) 의 기능에 대해서는 후술한다.2, the coarse movement stage 24 has a pair of Y stators 62a. The Y stator 62a is composed of a member extending in the Y-axis direction (see Fig. 1). The Y stator 62a on the one side is located in the vicinity of the end on the + X side of the coarse movement stage 24 and the other Y stator 62a is located in the vicinity of the end on the -X side of the coarse movement stage 24 (See Fig. 1) on a pair of X carriages 24a, respectively. The function of the Y stator 62a will be described later.

중량 캔슬 장치 (26) 는, 조동 스테이지 (24) 가 갖는 1 쌍의 X 캐리지 (24a) 사이에 삽입되어 있고, 기판 테이블 (30), 및 비접촉 홀더 (32) 를 포함하는 계 (系) 의 자중을 하방으로부터 지지하고 있다. 중량 캔슬 장치 (26) 의 상세한 내용에 관해서는, 예를 들어 미국 특허출원공개 제2010/0018950호 명세서에 개시되어 있으므로, 설명을 생략한다. 중량 캔슬 장치 (26) 는, 그 중량 캔슬 장치 (26) 로부터 방사상으로 연장되는 복수의 접속 장치 (26a) (플렉셔 장치라고도 칭해진다) 를 통하여, 조동 스테이지 (24) 에 대하여 기계적으로 접속되어 있고, 조동 스테이지 (24) 에 견인됨으로써, 조동 스테이지 (24) 와 일체적으로 X 축 방향으로 이동한다. 또한, 중량 캔슬 장치 (26) 는, 그 중량 캔슬 장치 (26) 로부터 방사상으로 연장되는 접속 장치 (26a) 를 통하여, 조동 스테이지 (24) 에 접속되는 것으로 했지만, X 축 방향으로만 이동하기 때문에 X 방향으로 연장되는 접속 장치 (26a) 에 의해, 조동 스테이지 (24) 에 접속되는 구성으로 해도 된다.The weight canceling device 26 is inserted between a pair of X carriages 24a of the coarse movement stage 24 and controls the weight of the system including the substrate table 30 and the noncontact holder 32 From below. Details of the weight canceling device 26 are disclosed in, for example, U.S. Patent Application Publication No. 2010/0018950, and a description thereof will be omitted. The weight canceling device 26 is mechanically connected to the coarse movement stage 24 through a plurality of connecting devices 26a (also referred to as flexure devices) extending radially from the weight canceling device 26 And moves in the X-axis direction integrally with the coarse movement stage 24 by being pulled by the coarse movement stage 24. The weight canceling device 26 is connected to the coarse movement stage 24 via the connection device 26a extending radially from the weight canceling device 26. Since the weight canceling device 26 moves only in the X axis direction, May be connected to the coarse movement stage (24) by a connection device (26a) extending in the direction of the coarse movement.

X 가이드 바 (28) 는, 중량 캔슬 장치 (26) 가 이동할 때의 정반으로서 기능하는 부분이다. X 가이드 바 (28) 는, X 축 방향으로 연장되는 부재로 이루어지고, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 베이스 프레임 (22) 이 갖는 1 쌍의 X 빔 (22a) 사이에 삽입되고, 장치 본체 (18) 가 갖는 1 쌍의 하부 가대부 (18b) 상에 고정되어 있다. Y 축 방향에 관해서, X 가이드 바 (28) 의 중심은, 조명광 (IL) 에 의해 기판 (P) 상에 생성되는 노광 영역의 중심과 거의 일치하고 있다. X 가이드 바 (28) 의 상면은, XY 평면 (수평면) 과 평행하게 설정되어 있다. 상기 중량 캔슬 장치 (26) 는, X 가이드 바 (28) 상에, 예를 들어 에어 베어링 (26b) 을 통하여 비접촉 상태로 재치되어 있다. 조동 스테이지 (24) 가 베이스 프레임 (22) 상에서 X 축 방향으로 이동할 때, 중량 캔슬 장치 (26) 는, X 가이드 바 (28) 상을 X 축 방향으로 이동한다.The X guide bar 28 serves as a base plate when the weight canceling device 26 moves. 1, the X guide bar 28 is inserted between a pair of X beams 22a of the base frame 22, and is inserted into the apparatus main assembly 18 Are fixed on the leg portion 18b. With respect to the Y axis direction, the center of the X guide bar 28 substantially coincides with the center of the exposure area formed on the substrate P by the illumination light IL. The upper surface of the X guide bar 28 is set parallel to the XY plane (horizontal plane). The weight canceling device 26 is placed on the X guide bar 28 in a noncontact state via, for example, an air bearing 26b. When the coarse movement stage 24 moves in the X axis direction on the base frame 22, the weight canceling device 26 moves on the X guide bar 28 in the X axis direction.

기판 테이블 (30) 은, 평면에서 봤을 때 X 축 방향을 길이 방향으로 하는 사각형의 판상 (혹은 박스형) 의 부재로 이루어지고, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 중앙부가 구면 베어링 장치 (26c) 를 통하여 XY 평면에 대하여 자유롭게 요동할 수 있는 상태로 중량 캔슬 장치 (26) 에 하방으로부터 비접촉 지지되어 있다. 또, 기판 테이블 (30) 에는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 보조 테이블 (34) (도 2 에서는 도시하지 않음) 이 접속되어 있다. 1 쌍의 보조 테이블 (34) 의 기능에 대해서는, 후술한다.The substrate table 30 is made of a rectangular plate-shaped (or box-like) member having a longitudinal direction in the X-axis direction as viewed in a plan view. The central portion of the substrate table 30 is supported by XY Contacted from below to the weight canceling device 26 in such a state that it can freely swing with respect to the plane. 1, a pair of sub-tables 34 (not shown in Fig. 2) are connected to the substrate table 30. As shown in Fig. Functions of the pair of auxiliary tables 34 will be described later.

도 2 로 되돌아와, 기판 테이블 (30) 은, 기판 테이블 구동계 (56) (도 6 참조) 의 일부로서, 조동 스테이지 (24) 가 갖는 고정자와 기판 테이블 (30) 자체가 갖는 가동자를 포함하는 복수의 리니어 모터 (30a) (예를 들어, 보이스 코일 모터) 에 의해, 조동 스테이지 (24) 에 대하여, 수평면 (XY 평면) 에 대하여 교차하는 방향, 즉 Z 축 방향, θx 방향, 및 θy 방향 (이하, Z 틸트 방향이라고 칭한다) 으로 적절히 미소 구동된다.2, the substrate table 30 is a part of the substrate table driving system 56 (see Fig. 6), and includes a plurality of coils including a stator of the coarse stage 24 and a movable element of the substrate table 30 itself The X axis direction, the? X direction, and the? Y direction (hereinafter referred to as " X axis ") with respect to the coarse movement stage 24 by the linear motor 30a (e.g., voice coil motor) , Z tilt direction).

기판 테이블 (30) 은, 기판 테이블 (30) 로부터 방사상으로 연장되는 복수의 접속 장치 (30b) (플렉셔 장치) 를 통하여, 조동 스테이지 (24) 에 대하여 기계적으로 접속되어 있다. 접속 장치 (30b) 는, 예를 들어 볼 조인트를 포함하고, 기판 테이블 (30) 의 조동 스테이지 (24) 에 대한 Z 틸트 방향으로의 미소 스트로크에 의한 상대 이동을 저해하지 않도록 되어 있다. 또, 조동 스테이지 (24) 가 X 축 방향으로 장 스트로크로 이동하는 경우에는, 상기 복수의 접속 장치 (30b) 를 통하여 조동 스테이지 (24) 에 견인됨으로써, 조동 스테이지 (24) 와 기판 테이블 (30) 이, 일체적으로 X 축 방향으로 이동한다. 또한, 기판 테이블 (30) 은, Y 축 방향으로 이동하지 않기 때문에, 조동 스테이지 (24) 에 대하여 방사상으로 연장되는 접속 장치 (30b) 가 아니라, X 축 방향으로 평행한 복수의 접속 장치 (30b) 를 통하여, 조동 스테이지 (24) 에 접속되도록 해도 된다.The substrate table 30 is mechanically connected to the coarse movement stage 24 via a plurality of connection devices 30b (flexure devices) extending radially from the substrate table 30. [ The connection device 30b includes, for example, a ball joint so as not to inhibit relative movement of the substrate table 30 by the microstroke in the Z tilt direction with respect to the coarse movement stage 24. When the coarse movement stage 24 is moved in the X-axis direction by a long stroke, the coarse movement stage 24 and the substrate table 30 are pulled by the coarse movement stage 24 via the plurality of connection devices 30b, Moves integrally in the X-axis direction. Since the substrate table 30 does not move in the Y axis direction, a plurality of connection devices 30b parallel to the X axis direction, not the connection device 30b extending radially with respect to the coarse movement stage 24, And may be connected to the coarse stage 24.

비접촉 홀더 (32) 는, 평면에서 봤을 때 X 축 방향을 길이 방향으로 하는 사각형의 판상 (혹은 박스형) 의 부재로 이루어지고, 그 상면에서 기판 (P) 을 하방으로부터 지지한다. 비접촉 홀더 (32) 는, 기판 (P) 에 늘어짐, 주름 등이 생기지 않도록 하는 (평면 교정 (矯正) 하는) 기능을 갖는다. 비접촉 홀더 (32) 는, 기판 테이블 (30) 의 상면에 고정되어 있고, 상기 기판 테이블 (30) 과 일체적으로 X 축 방향으로 장 스트로크로 이동함과 함께, Z 틸트 방향으로 미소 이동한다.The noncontact holder 32 is a rectangular plate-shaped (or box-shaped) member having a longitudinal direction in the X-axis direction when viewed from the plane, and supports the substrate P from below on the upper surface thereof. The noncontact holder 32 has a function of preventing the substrate P from being sagged or wrinkled (flatness correction). The noncontact holder 32 is fixed on the upper surface of the substrate table 30 and moves integrally with the substrate table 30 in the X-axis direction in the long stroke and in the Z-tilt direction.

비접촉 홀더 (32) 의 상면 (기판 지지면) 에 있어서의 사변 각각의 길이는, 기판 (P) 의 사변 각각의 길이와 거의 동일하게 (실제로는 약간 짧게) 설정되어 있다. 따라서, 비접촉 홀더 (32) 는, 기판 (P) 의 거의 전체를 하방으로부터 지지하는 것, 구체적으로는, 기판 (P) 상에 있어서의 노광 대상 영역 (기판 (P) 의 단부 근방에 형성되는 여백 영역을 제외한 영역) 을 하방으로부터 지지 가능하게 되어 있다.The length of each of the oblique lines on the upper surface (substrate supporting surface) of the noncontact holder 32 is set to be substantially equal to the length of each of the oblique sides of the substrate P (actually slightly shorter). Therefore, the noncontact holder 32 is configured to support substantially the whole of the substrate P from below, more specifically, to hold the substrate P in the exposure target area (the margin formed in the vicinity of the end of the substrate P (Region excluding the region) from below.

비접촉 홀더 (32) 에는, 기판 스테이지 장치 (20) 의 외부에 설치된 도시하지 않은 가압 기체 공급 장치와 진공 흡인 장치가, 예를 들어 튜브 등의 배관 부재를 통하여 접속되어 있다. 또, 비접촉 홀더 (32) 의 상면 (기판 재치면) 에는, 상기 배관 부재와 연통하는 미소한 구멍부가 복수 형성되어 있다. 비접촉 홀더 (32) 는, 상기 가압 기체 공급 장치로부터 공급되는 가압 기체 (예를 들어, 압축 공기) 를 상기 구멍부 (의 일부) 를 통하여 기판 (P) 의 하면에 분출함으로써 기판 (P) 을 부상시킨다. 또, 비접촉 홀더 (32) 는, 상기 가압 기체의 분출과 병용하여, 상기 진공 흡인 장치로부터 공급되는 진공 흡인력에 의해, 기판 (P) 의 하면과 기판 지지면의 사이의 공기를 흡인한다. 이에 따라, 기판 (P) 에 하중 (프리로드) 이 작용하고, 비접촉 홀더 (32) 의 상면을 따라 평면 교정된다. 단, 기판 (P) 과 비접촉 홀더 (32) 의 사이에 간극이 형성되기 때문에, 기판 (P) 과 비접촉 홀더 (32) 의 수평면에 평행한 방향의 상대 이동은 저해되지 않는다.To the noncontact holder 32, a pressurized gas supply device (not shown) and a vacuum suction device provided outside the substrate stage device 20 are connected to each other through a pipe member such as a tube. In addition, on the upper surface (substrate surface) of the noncontact holder 32, a plurality of minute holes communicating with the piping member are formed. The noncontact holder 32 ejects the substrate P from the lower surface of the substrate P through a part of the hole so that a pressurized gas (for example, compressed air) . The noncontact holder 32 sucks air between the lower surface of the substrate P and the substrate supporting surface by the vacuum suction force supplied from the vacuum suction apparatus in combination with the ejection of the pressurized gas. Thus, a load (preload) acts on the substrate P, and the surface is corrected along the upper surface of the noncontact holder 32. However, since a gap is formed between the substrate P and the non-contact holder 32, the relative movement of the substrate P and the non-contact holder 32 in the direction parallel to the horizontal plane is not hindered.

기판 캐리어 (40) 는, 기판 (P) 을 유지하는 부분이며, 그 기판 (P) 을 조명광 (IL) (도 1 참조) 에 대하여 수평면 내의 3 자유도 방향 (X 축 방향, Y 축 방향, 및 θz 방향) 으로 이동시킨다. 기판 캐리어 (40) 는, 평면에서 봤을 때 사각형의 틀형상 (액자 형상) 으로 형성되어 있고, 기판 (P) 의 단부 (외주연부 (外周緣部)) 근방의 영역 (여백 영역) 을 유지한 상태로, 비접촉 홀더 (32) 에 대하여 XY 평면을 따라 이동한다. 이하, 기판 캐리어 (40) 의 상세한 내용을 도 3 을 이용하여 설명한다.The substrate carrier 40 is a portion for holding the substrate P. The substrate carrier 40 is movable in the three degrees of freedom direction (X-axis direction, Y-axis direction, and the like) in the horizontal plane with respect to the illumination light IL theta z direction). The substrate carrier 40 is formed in a rectangular frame shape (frame shape) when viewed from the plane and is in a state of maintaining a region (margin region) near the end portion (outer peripheral edge portion) of the substrate P Contact holder 32 along the XY plane. Hereinafter, the details of the substrate carrier 40 will be described with reference to FIG.

기판 캐리어 (40) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 X 프레임 (42x) 과, 1 쌍의 Y 프레임 (42y) 을 구비하고 있다. 1 쌍의 X 프레임 (42x) 은, 각각 X 축 방향으로 연장되는 평판상의 부재로 이루어지고, Y 축 방향으로 소정의 (기판 (P) 및 비접촉 홀더 (32) 의 Y 축 방향의 치수보다 넓은) 간격으로 배치되어 있다. 또, 1 쌍의 Y 프레임 (42y) 은, 각각 Y 축 방향으로 연장되는 평판상의 부재로 이루어지고, X 축 방향으로 소정의 (기판 (P) 및 비접촉 홀더 (32) 의 X 축 방향의 치수보다 넓은) 간격으로 배치되어 있다.As shown in Fig. 3, the substrate carrier 40 includes a pair of X frames 42x and a pair of Y frames 42y. The pair of X frames 42x are each formed of a flat plate member extending in the X axis direction and are arranged in a predetermined direction in the Y axis direction (wider than the dimension of the substrate P and the noncontact holder 32 in the Y axis direction) Respectively. Each of the pair of Y frames 42y is formed of a flat plate member extending in the Y axis direction and has a predetermined dimension in the X axis direction (the dimension in the X axis direction of the substrate P and the non- Wide).

+X 측의 Y 프레임 (42y) 은, 1 쌍의 X 프레임 (42x) 각각 +X 측의 단부 근방에 있어서의 하면에 스페이서 (42s) 를 통하여 접속되어 있다. 마찬가지로, ―X 측의 Y 프레임 (42y) 은, 1 쌍의 X 프레임 (42x) 각각의 ―X 측의 단부 근방에 있어서의 하면에 스페이서 (42s) 를 통하여 접속되어 있다. 이에 따라, 1 쌍의 Y 프레임 (42y) 의 상면의 높이 위치 (Z 축 방향의 위치) 는, 1 쌍의 X 프레임 (42x) 의 하면의 높이 위치보다 낮게 (―Z 측에) 설정되어 있다. The Y frame 42y on the + X side is connected to the lower surface in the vicinity of the end on the + X side of each pair of X frames 42x via the spacer 42s. Similarly, the Y frame 42y on the -X side is connected to the lower surface in the vicinity of the end on the -X side of each pair of X frames 42x via the spacer 42s. Thus, the height position (position in the Z-axis direction) of the upper surface of the pair of Y frames 42y is set lower than the height position of the pair of X frames 42x (on the -Z side).

또, 1 쌍의 X 프레임 (42x) 각각의 하면에는, 1 쌍의 흡착 패드 (44) 가 X 축 방향으로 이간하여 장착되어 있다. 따라서, 기판 캐리어 (40) 는, 합계로, 예를 들어 4 개의 흡착 패드 (44) 를 갖고 있다. 흡착 패드 (44) 는, 1 쌍의 X 프레임 (42x) 이 서로 마주 보는 면으로부터, 서로 대향하는 방향 (기판 캐리어 (40) 의 내측) 으로 돌출하여 배치되어 있다. 예를 들어 4 개의 흡착 패드 (44) 는, 1 쌍의 X 프레임 (42x) 사이에 기판 (P) 이 삽입된 상태로, 그 기판 (P) 의 네 귀퉁이부 근방 (여백 영역) 을 하방으로부터 지지할 수 있도록, 수평면 내의 위치 (X 프레임 (42x) 에 대한 장착 위치) 가 설정되어 있다. 예를 들어 4 개의 흡착 패드 (44) 각각에는, 도시하지 않은 진공 흡인 장치가 접속되어 있다. 흡착 패드 (44) 는, 상기 진공 흡인 장치로부터 공급되는 진공 흡인력에 의해, 기판 (P) 의 하면을 흡착 유지한다. 또한, 흡착 패드 (44) 의 수는, 이것에 한정되지 않고, 적절히 변경이 가능하다.A pair of suction pads 44 are mounted on the lower surface of each pair of X frames 42x in the X-axis direction. Thus, the substrate carrier 40 has, for example, four adsorption pads 44 in total. The adsorption pads 44 are arranged so as to protrude in a direction opposite to each other (the inside of the substrate carrier 40) from the surfaces of the pair of X frames 42x facing each other. For example, the four adsorption pads 44 support the vicinity of the four corners (blank areas) of the substrate P from below in a state where the substrate P is inserted between the pair of X frames 42x (A mounting position with respect to the X frame 42x) in the horizontal plane is set so that the X frame 42x can be mounted. For example, a vacuum suction device (not shown) is connected to each of the four adsorption pads 44. The adsorption pad 44 adsorbs and holds the lower surface of the substrate P by a vacuum suction force supplied from the vacuum suction apparatus. In addition, the number of the adsorption pads 44 is not limited to this and can be suitably changed.

여기서, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 비접촉 홀더 (32) 와 기판 캐리어 (40) 가 조합된 상태로, 기판 (P) 은, 기판 캐리어 (40) 가 갖는 흡착 패드 (44) 에 의해 네 귀퉁이부 근방이 하방으로부터 지지 (흡착 유지) 됨과 함께, 중앙부를 포함하는 거의 전체면이 비접촉 홀더 (32) 에 의해 하방으로부터 비접촉 지지된다. 이 상태에서, 기판 (P) 의 +X 측 및 ―X 측의 단부는, 비접촉 홀더 (32) 의 +X 측 및 ―X 측의 단부로부터 각각 돌출되어 있고, 예를 들어 4 개의 흡착 패드 (44) (도 2 에서는 일부 도시하지 않음) 는, 그 기판 (P) 의 비접촉 홀더 (32) 로부터 돌출된 부분을 흡착 유지한다. 즉, 흡착 패드 (44) 는, X 축 방향에 관해서 비접촉 홀더 (32) 의 외측에 위치하도록, X 프레임 (42x) 에 대한 장착 위치가 설정되어 있다.2, in a state where the non-contact holder 32 and the substrate carrier 40 are combined, the substrate P is held in the vicinity of the four corners of the substrate carrier 40 by the adsorption pad 44 of the substrate carrier 40 (Adsorbed and held) from below, and the substantially entire surface including the center portion is noncontact-supported by the non-contact holder 32 from below. In this state, the end portions of the substrate P on the + X side and the -X side are respectively protruded from the end portions on the + X side and the -X side of the noncontact holder 32. For example, four adsorption pads 44 2), a portion of the substrate P protruding from the non-contact holder 32 is held by suction. That is, the mounting position of the adsorption pad 44 with respect to the X frame 42x is set so as to be located outside the noncontact holder 32 with respect to the X axis direction.

다음으로 기판 캐리어 (40) 를 구동하기 위한 기판 캐리어 구동계 (60) (도 6 참조) 에 대하여 설명한다. 본 실시형태에 있어서, 주제어 장치 (50) (도 6 참조) 는, 그 기판 캐리어 구동계 (60) 를 통하여, 기판 캐리어 (40) 를 비접촉 홀더 (32) 에 대하여 Y 축 방향으로 장 스트로크로 구동함과 함께, 수평면 내 3 자유도 방향으로 미소 구동한다. 또, 주제어 장치 (50) 는, 상기 서술한 기판 테이블 구동계 (56) (도 6 참조) 와, 기판 캐리어 구동계 (60) 를 통하여, 비접촉 홀더 (32) 와 기판 캐리어 (40) 를 X 축 방향과 일체적으로 (동기하여) 구동한다.Next, the substrate carrier driving system 60 (see Fig. 6) for driving the substrate carrier 40 will be described. 6) drives the substrate carrier 40 with a long stroke in the Y-axis direction with respect to the non-contact holder 32 via the substrate carrier driving system 60 (see Fig. 6) And is finely driven in the three-degree-of-freedom direction in the horizontal plane. The main control device 50 is configured to move the noncontact holder 32 and the substrate carrier 40 in the X axis direction through the substrate table drive system 56 (refer to Fig. 6) described above and the substrate carrier drive system 60 And are driven integrally (synchronously).

기판 캐리어 구동계 (60) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 상기 서술한 조동 스테이지 (24) 가 갖는 Y 고정자 (62a) 와, 그 Y 고정자 (62a) 와 협동하여 Y 축 방향의 추력을 발생하는 Y 가동자 (62b) 를 포함하는, 1 쌍의 Y 리니어 액추에이터 (62) 를 구비하고 있다. 1 쌍의 Y 리니어 액추에이터 (62) 각각의 Y 가동자 (62b) 에는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, Y 고정자 (64a) 와 X 고정자 (66a) 가 장착되어 있다.2, the substrate carrier driving system 60 includes a Y stator 62a of the aforementioned coarse stage 24 and a Y stator 62a which cooperates with the Y stator 62a to generate Y And a pair of Y linear actuators 62 including a movable member 62b. As shown in Fig. 4, a Y stator 64a and an X stator 66a are mounted on Y movable parts 62b of each pair of Y linear actuators 62, respectively.

Y 고정자 (64a) 는, 기판 캐리어 (40) (Y 프레임 (42y) 의 하면) 에 장착된 Y 가동자 (64b) 와 협동하여 기판 캐리어 (40) 에 Y 축 방향의 추력을 부여하는 Y 보이스 코일 모터 (64) 를 구성하고 있다. 또, X 고정자 (66a) 는, 기판 캐리어 (40) (Y 프레임 (42y) 의 하면) 에 장착된 X 가동자 (66b) 와 협동하여 기판 캐리어 (40) 에 X 축 방향의 추력을 부여하는 X 보이스 코일 모터 (66) 를 구성하고 있다. 이와 같이, 기판 스테이지 장치 (20) 는, 기판 캐리어 (40) 의 +X 측 및 ―X 측의 각각에 Y 보이스 코일 모터 (64) 와 X 보이스 코일 모터 (66) 를 각각 1 개 갖고 있다.The Y stator 64a includes a Y voice coil 64a that cooperates with the Y mover 64b mounted on the substrate carrier 40 (the lower surface of the Y frame 42y) and applies thrust in the Y axis direction to the substrate carrier 40 The motor 64 is constituted. The X stator 66a cooperates with the X movable element 66b mounted on the substrate carrier 40 (the lower surface of the Y frame 42y) to apply X-directional thrust to the substrate carrier 40 And constitutes a voice coil motor 66. [ The substrate stage device 20 has one Y voice coil motor 64 and one X voice coil motor 66 on the + X side and the -X side of the substrate carrier 40, respectively.

여기서, 기판 캐리어 (40) 의 +X 측과 ―X 측에서, Y 보이스 코일 모터 (64) 및 X 보이스 코일 모터 (66) 는, 각각 기판 (P) 의 무게 중심 위치를 중심으로 점대칭으로 배치되어 있다. 따라서, 기판 캐리어 (40) 의 +X 측의 X 보이스 코일 모터 (66) 와, 기판 캐리어 (40) 의 ―X 측의 X 보이스 코일 모터 (66) 를 사용하여 기판 캐리어 (40) 에 X 축 방향으로 추력을 작용시킬 때, 기판 (P) 의 무게 중심 위치에 X 축 방향으로 평행하게 추력을 작용시킨 것과 동일한 효과를 얻는 것, 즉 기판 캐리어 (40) (기판 (P)) 에 θz 방향의 모멘트가 작용하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 1 쌍의 Y 보이스 코일 모터 (64) 에 관해서는, X 축 방향에 관한 기판 (P) 의 무게 중심 (선) 을 사이에 두고 배치되어 있으므로, 기판 캐리어 (40) 에 θz 방향의 모멘트가 작용하지 않는다.Here, the Y voice coil motor 64 and the X voice coil motor 66 on the + X side and the -X side of the substrate carrier 40 are arranged in point symmetry about the center of gravity of the substrate P, respectively . The X voice coil motor 66 on the + X side of the substrate carrier 40 and the X voice coil motor 66 on the -X side of the substrate carrier 40 are used to drive the substrate carrier 40 in the X axis direction It is possible to obtain the same effect as a thrust exerted parallel to the X axis direction at the center of gravity position of the substrate P when the thrust is exerted, that is, when a moment in the? Z direction is applied to the substrate carrier 40 (substrate P) Can be suppressed. Since the pair of Y voice coil motors 64 are disposed with the center of gravity (line) of the substrate P relative to the X axis direction interposed therebetween, a moment in the? Z direction It does not work.

기판 캐리어 (40) 는, 상기 1 쌍의 Y 보이스 코일 모터 (64), 및 1 쌍의 X 보이스 코일 모터 (66) 를 통하여, 주제어 장치 (50) (도 6 참조) 에 의해, 조동 스테이지 (24) (즉, 비접촉 홀더 (32)) 에 대하여 수평면 내의 3 자유도 방향으로 미소 구동된다. 또, 주제어 장치 (50) 는, 조동 스테이지 (24) (즉, 비접촉 홀더 (32)) 가 X 축 방향으로 장 스트로크로 이동할 때에, 비접촉 홀더 (32) 와 기판 캐리어 (40) 가 일체적으로 X 축 방향으로 장 스트로크로 이동하도록, 상기 1 쌍의 X 보이스 코일 모터 (66) 를 사용하여, 기판 캐리어 (40) 에 X 축 방향의 추력을 부여한다.The substrate carrier 40 is driven by the main controller 50 (see Fig. 6) through the pair of Y voice coil motors 64 and the pair of X voice coil motors 66 to drive the coarse stage 24 (That is, the non-contact holder 32) in the three-degree-of-freedom direction in the horizontal plane. The main controller 50 is configured such that when the coarse movement stage 24 (i.e., the noncontact holder 32) moves in the X-axis direction in the long stroke, the noncontact holder 32 and the substrate carrier 40 integrally move in X Axis direction to the substrate carrier 40 by using the pair of X voice coil motors 66 so as to move to the long stroke in the axial direction.

또, 주제어 장치 (50) (도 6 참조) 는, 상기 1 쌍의 Y 리니어 액추에이터 (62), 및 1 쌍의 Y 보이스 코일 모터 (64) 를 사용하여, 기판 캐리어 (40) 를 비접촉 홀더 (32) 에 대하여 Y 축 방향으로 장 스트로크로 상대 이동시킨다. 구체적으로 설명하면, 주제어 장치 (50) 는, 1 쌍의 Y 리니어 액추에이터 (62) 의 Y 가동자 (62b) 를 Y 축 방향으로 이동시키면서, 그 Y 가동자 (62b) 에 장착된 Y 고정자 (64a) 를 포함하는 Y 보이스 코일 모터 (64) 를 사용하여 기판 캐리어 (40) 에 Y 축 방향의 추력을 작용시킨다. 이에 따라, 기판 캐리어 (40) 는, 비접촉 홀더 (32) 와 독립 (분리) 하여 Y 축 방향으로 장 스트로크로 이동한다.The main controller 50 (see Fig. 6) uses the pair of Y linear actuators 62 and a pair of Y voice coil motors 64 to move the substrate carrier 40 to the non-contact holder 32 In the Y-axis direction with a long stroke. More specifically, the main controller 50 moves the Y mover 62b of the pair of Y linear actuators 62 in the Y-axis direction while moving the Y stator 64a (64a) mounted on the Y mover 62b Axis direction to the substrate carrier 40 by using a Y voice coil motor 64 including a Y- Thus, the substrate carrier 40 is separated from the non-contact holder 32 (separated) and moves in the Y-axis direction in the long stroke.

이와 같이, 본 실시형태의 기판 스테이지 장치 (20) 에 있어서, 기판 (P) 을 유지하는 기판 캐리어 (40) 는, X 축 (주사) 방향에 관해서는, 비접촉 홀더 (32) 와 일체적으로 장 스트로크로 이동하고, Y 축 방향에 관해서는, 비접촉 홀더 (32) 와는 독립적으로 장 스트로크로 이동한다. 또한, 도 2 로부터 알 수 있는 바와 같이, 흡착 패드 (44) 의 Z 위치와, 비접촉 홀더 (32) 의 Z 위치가 일부 중복하고 있지만, 기판 캐리어 (40) 가 비접촉 홀더 (32) 에 대하여 장 스트로크로 상대 이동하는 것은, Y 축 방향뿐이므로, 흡착 패드 (44) 와 비접촉 홀더 (32) 가 접촉할 우려는 없다.As described above, in the substrate stage device 20 of the present embodiment, the substrate carrier 40 holding the substrate P is integrally formed with the non-contact holder 32 in the X- And moves to the long stroke independently of the non-contact holder 32 with respect to the Y-axis direction. 2, the Z position of the suction pad 44 partially overlaps with the Z position of the noncontact holder 32, but the substrate carrier 40 is held in the noncontact holder 32 by the long stroke It is possible for the suction pad 44 and the non-contact holder 32 to come into contact with each other only in the Y-axis direction.

또, 기판 테이블 (30) (즉, 비접촉 홀더 (32)) 이 Z 틸트 방향으로 구동된 경우, 비접촉 홀더 (32) 에 평면 교정된 기판 (P) 이, 비접촉 홀더 (32) 와 함께 Z 틸트 방향으로 자세 변화하므로, 기판 (P) 을 흡착 유지하는 기판 캐리어 (40) 는, 그 기판 (P) 과 함께 Z 틸트 방향으로 자세 변화한다. 또한, 흡착 패드 (44) 의 탄성 변형에 의해 기판 캐리어 (40) 의 자세가 변화하지 않도록 해도 된다.When the substrate table 30 (i.e., the non-contact holder 32) is driven in the Z-tilt direction, the substrate P that has been plane-corrected to the non-contact holder 32 is moved in the Z- The substrate carrier 40 for holding and holding the substrate P changes posture with respect to the substrate P in the z-tilt direction. Further, the posture of the substrate carrier 40 may be prevented from being changed by the elastic deformation of the adsorption pad 44.

도 1 로 되돌아와, 1 쌍의 보조 테이블 (34) 은, 기판 캐리어 (40) 가 비접촉 홀더 (32) 와 분리되어 Y 축 방향으로 상대 이동할 때에 비접촉 홀더 (32) 와 협동하여, 그 기판 캐리어 (40) 가 유지하는 기판 (P) 의 하면, 및 기판 캐리어 (40) (X 프레임 (42x)) 를 지지하는 장치이다. 상기 서술한 바와 같이 기판 캐리어 (40) 는, 기판 (P) 을 유지한 상태에서, 비접촉 홀더 (32) 에 대하여 상대 이동하기 때문에, 예를 들어 도 1 에 나타내는 상태로부터 기판 캐리어 (40) 가 +Y 방향으로 이동하면, 기판 (P) 의 +Y 측의 단부 근방이 비접촉 홀더 (32) 에 지지되지 않게 된다. 이 때문에, 기판 스테이지 장치 (20) 에서는, 상기 기판 (P) 중, 비접촉 홀더 (32) 에 의해 지지되지 않는 부분의 자중에 의한 휨을 억제하기 위해서, 그 기판 (P) 을 1 쌍의 보조 테이블 (34) 의 일방을 사용하여 하방으로부터 지지한다. 1 쌍의 보조 테이블 (34) 은, 지면 좌우 대칭으로 배치되어 있는 점을 제외하고, 실질적으로 동일한 구조이다.1, the pair of sub-tables 34 cooperate with the non-contact holder 32 when the substrate carrier 40 is separated from the non-contact holder 32 and relatively moved in the Y-axis direction, And the substrate carrier 40 (X frame 42x). Since the substrate carrier 40 moves relative to the non-contact holder 32 while holding the substrate P as described above, for example, when the substrate carrier 40 moves from the state shown in Fig. 1 to the + Y The vicinity of the end on the + Y side of the substrate P is not supported by the noncontact holder 32. [ Therefore, in the substrate stage device 20, in order to suppress the warp caused by the self-weight of the portion of the substrate P which is not supported by the non-contact holder 32, the substrate P is paired with the pair of sub- 34 from below. The pair of sub-tables 34 are substantially the same structure except that they are arranged symmetrically on the ground.

보조 테이블 (34) 은, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 복수의 에어 부상 유닛 (36) 을 갖고 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 에어 부상 유닛 (36) 은, Y 축 방향으로 연장되는 막대 모양으로 형성되고, 복수의 에어 부상 유닛 (36) 이 X 축 방향으로 소정 간격으로 배치되는 구성이지만, 기판 (P) 의 자중에서 기인하는 휨을 억제할 수 있으면, 그 형상, 수, 배치 등은, 특별히 한정되지 않는다. 복수의 에어 부상 유닛 (36) 은, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 기판 테이블 (30) 의 측면으로부터 돌출된 아암 형상의 지지 부재 (36a) 에 하방으로부터 지지되어 있다. 복수의 에어 부상 유닛 (36) 과 비접촉 홀더 (32) 의 사이에는, 미소한 간극이 형성되어 있다.As shown in Fig. 3, the sub-table 34 has a plurality of air floating units 36. [ In the present embodiment, the air floating unit 36 is formed in a rod shape extending in the Y axis direction, and a plurality of air floating units 36 are arranged at predetermined intervals in the X axis direction. However, The shape, the number, the arrangement, and the like are not particularly limited as long as warpage attributable to the warp of the warp P can be suppressed. As shown in Fig. 4, the plurality of air floating units 36 are supported from below by an arm-shaped support member 36a protruded from the side surface of the substrate table 30. A small clearance is formed between the plurality of air floating units 36 and the non-contact holder 32.

에어 부상 유닛 (36) 의 상면의 높이 위치는, 비접촉 홀더 (32) 의 상면의 높이 위치와 거의 동일하게 (혹은 약간 낮게) 설정되어 있다. 에어 부상 유닛 (36) 은, 그 상면으로부터 기판 (P) 의 하면에 대하여 기체 (예를 들어, 공기) 를 분출함으로써, 그 기판 (P) 을 비접촉 지지한다. 또한, 상기 서술한 비접촉 홀더 (32) 는, 기판 (P) 에 프리로드를 작용시켜 기판 (P) 의 평면 교정을 실시했지만, 에어 부상 유닛 (36) 은, 기판 (P) 의 휨을 억제할 수 있으면 되기 때문에, 단순히 기판 (P) 의 하면에 기체를 공급하는 것만이어도 되고, 에어 부상 유닛 (36) 상에 있어서의 기판 (P) 의 높이 위치를 특별히 관리하지 않아도 된다.The height position of the upper surface of the air floating unit 36 is set to be substantially equal to (or slightly lower than) the height position of the upper surface of the noncontact holder 32. The air floating unit 36 ejects a gas (for example, air) onto the lower surface of the substrate P from the upper surface thereof, thereby supporting the substrate P in a noncontact manner. Although the above-described non-contact holder 32 performs the plane calibration of the substrate P by applying a preload to the substrate P, the air floating unit 36 is capable of suppressing warpage of the substrate P It is only necessary to supply gas to the lower surface of the substrate P and the height position of the substrate P on the air floating unit 36 need not be specifically controlled.

다음으로, 기판 (P) (기판 캐리어 (40)) 의 6 자유도 방향의 위치 정보를 계측하기 위한 기판 위치 계측계 (70) (도 6 참조) 에 대해 설명한다. 본 실시형태의 기판 위치 계측계 (70) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 헤드 유닛 (72) 을 갖고 있다. 일방의 헤드 유닛 (72) 은, 투영 광학계 (16) 의 ―Y 측에 배치되고, 타방의 헤드 유닛 (72) 은, 투영 광학계 (16) 의 +Y 측에 배치되어 있다.Next, a substrate position measuring system 70 (see Fig. 6) for measuring the position information in the six degrees of freedom direction of the substrate P (substrate carrier 40) will be described. The substrate position measuring system 70 of the present embodiment has a pair of head units 72 as shown in Fig. One of the head units 72 is disposed on the -Y side of the projection optical system 16 and the other head unit 72 is disposed on the + Y side of the projection optical system 16.

1 쌍의 헤드 유닛 (72) 각각은, 기판 캐리어 (40) 가 갖는 반사형의 회절 격자를 사용하여 기판 (P) 의 수평면 내의 위치 정보 (X 축 방향 및 Y 축 방향의 위치 정보, 그리고 θz 방향의 회전량 정보) 를 구한다. 1 쌍의 헤드 유닛 (72) 에 대응하여, 기판 캐리어 (40) 의 한 쌍의 X 프레임 (42x) 각각의 상면에는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 복수 (도 3 에서는, 예를 들어 6 매) 의 스케일판 (46) 이 첩부 (貼付) 되어 있다. 스케일판 (46) 은, X 축 방향으로 연장되는 평면에서 봤을 때 띠형상의 부재이다. 스케일판 (46) 의 X 축 방향의 길이는, X 프레임 (42x) 의 X 축 방향의 길이에 비해 짧고, 복수의 스케일판 (46) 이, X 축 방향으로 소정의 간격으로 (서로 이간하여) 배열되어 있다Each of the pair of head units 72 is provided with position information in the horizontal plane of the substrate P (position information in the X-axis direction and the Y-axis direction, and in the? Z direction Is obtained. As shown in Fig. 3, a plurality (six in Fig. 3, for example) of X frames 42x are provided on the upper surface of each pair of X frames 42x of the substrate carrier 40, corresponding to the pair of head units 72, The scale plate 46 is attached to the base plate. The scale plate 46 is a strip-shaped member as viewed in a plane extending in the X-axis direction. The length of the scale plate 46 in the X axis direction is shorter than the length of the X frame 42x in the X axis direction and the plurality of scale plates 46 are arranged at a predetermined interval Be arranged

도 5 에는, ―Y 측의 X 프레임 (42x) 과, 이것에 대응하는 헤드 유닛 (72) 이 도시되어 있다. X 프레임 (42x) 상에 고정된 복수의 스케일판 (46) 각각에는, X 스케일 (48x) 과 Y 스케일 (48y) 이 형성되어 있다. X 스케일 (48x) 은, 스케일판 (46) 의 ―Y 측의 절반의 영역에 형성되고, Y 스케일 (48y) 은, 스케일판 (46) 의 +Y 측의 절반의 영역에 형성되어 있다. X 스케일 (48x) 은, 반사형의 X 회절 격자를 갖고, Y 스케일 (48y) 은, 반사형의 Y 회절 격자를 갖고 있다. 또한, 도 5 에서는, 이해를 용이하게 하기 위해서, X 스케일 (48x), Y 스케일 (48y) 을 형성하는 복수의 격자선간의 간격 (피치) 은, 실제보다 넓게 도시되어 있다.Fig. 5 shows an X frame 42x on the -Y side and a head unit 72 corresponding thereto. An X scale 48x and a Y scale 48y are formed in each of the plurality of scale plates 46 fixed on the X frame 42x. The X scale 48x is formed in the half of the -Y side of the scale plate 46 and the Y scale 48y is formed in the half of the + Y side of the scale plate 46. [ The X scale 48x has a reflection type X diffraction grating and the Y scale 48y has a reflection type Y diffraction grating. 5, the intervals (pitches) between a plurality of grid lines forming the X scale 48x and the Y scale 48y are shown to be wider than actual in order to facilitate understanding.

헤드 유닛 (72) 은, 도 4 에 나타내는 바와 같이, Y 리니어 액추에이터 (74), 그 Y 리니어 액추에이터 (74) 에 의해 투영 광학계 (16) (도 1 참조) 에 대하여 Y 축 방향으로 소정의 스트로크로 구동되는 Y 슬라이더 (76), 및 Y 슬라이더 (76) 에 고정된 복수의 계측 헤드 (X 엔코더 헤드 (78x, 80x), Y 엔코더 헤드 (78y, 80y), Z 센서 헤드 (78z, 80z)) 를 구비하고 있다. 도 1 및 도 4 에서 지면 좌우 대칭으로 구성되어 있는 점을 제외하고, 1 쌍의 헤드 유닛 (72) 은, 동일하게 구성되어 있다. 또, 1 쌍의 X 프레임 (42x) 상 각각에 고정된 복수의 스케일판 (46) 도, 도 1 및 도 4 에 있어서, 좌우 대칭으로 구성되어 있다.4, the head unit 72 includes a Y linear actuator 74 and a Y linear actuator 74 which are movable relative to the projection optical system 16 (see Fig. 1) with a predetermined stroke in the Y-axis direction And a plurality of measurement heads (X encoder heads 78x and 80x, Y encoder heads 78y and 80y, Z sensor heads 78z and 80z) fixed to the Y slider 76 Respectively. 1 and 4, the pair of head units 72 are constructed in the same manner except that they are configured to be symmetrical on the left and right in the drawing. In addition, a plurality of scale plates 46 fixed to each of the pair of X frames 42x are symmetrically arranged in Fig. 1 and Fig.

Y 리니어 액추에이터 (74) 는, 장치 본체 (18) 가 갖는 상부 가대부 (18a) 의 하면에 고정되어 있다. Y 리니어 액추에이터 (74) 는, Y 슬라이더 (76) 를 Y 축 방향으로 직진 안내하는 리니어 가이드와, Y 슬라이더 (76) 에 추력을 부여하는 구동계를 구비하고 있다. 리니어 가이드의 종류는, 특별히 한정되지 않지만, 반복 재현성이 높은 에어 베어링이 적합하다. 또, 구동계의 종류도, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 리니어 모터, 벨트 (혹은 와이어) 구동 장치 등을 사용할 수 있다.The Y linear actuator 74 is fixed to the lower surface of the upper portion 18a of the apparatus main body 18. The Y linear actuator 74 is provided with a linear guide for linearly guiding the Y slider 76 in the Y axis direction and a drive system for applying thrust to the Y slider 76. The type of the linear guide is not particularly limited, but an air bearing with high repeatability is suitable. The type of the drive system is not particularly limited, and for example, a linear motor, a belt (or wire) drive, or the like can be used.

Y 리니어 액추에이터 (74) 는, 주제어 장치 (50) (도 6 참조) 에 의해 제어된다. Y 리니어 액추에이터 (74) 에 의한 Y 슬라이더 (76) 의 Y 축 방향으로의 스트로크 양은, 기판 (P) (기판 캐리어 (40)) 의 Y 축 방향으로의 스트로크 양과 동등하게 설정되어 있다.The Y linear actuator 74 is controlled by the main controller 50 (see Fig. 6). The amount of stroke of the Y slider 76 in the Y axis direction by the Y linear actuator 74 is set equal to the amount of stroke of the substrate P (substrate carrier 40) in the Y axis direction.

헤드 유닛 (72) 은, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 X 엔코더 헤드 (78x) (이하, 「X 헤드 (78x)」 라고 칭한다), 1 쌍의 Y 엔코더 헤드 (78y) (이하, 「Y 헤드 (78y)」 라고 칭한다), 및 1 쌍의 Z 센서 헤드 (78z) (이하, 「Z 헤드 (78z)」 라고 칭한다) 를 구비하고 있다. 1 쌍의 X 헤드 (78x), Y 헤드 (78y), Z 헤드 (78z) 는, 각각 X 축 방향으로 소정 거리로 이간하여 배치되어 있다.5, the head unit 72 includes a pair of X encoder heads 78x (hereinafter referred to as "X head 78x"), a pair of Y encoder heads 78y (hereinafter referred to as " Y head 78y "), and a pair of Z sensor heads 78z (hereinafter referred to as" Z head 78z "). The pair of X head 78x, Y head 78y, and Z head 78z are arranged apart from each other by a predetermined distance in the X axis direction.

X 헤드 (78x) 및 Y 헤드 (78y) 는, 예를 들어 미국 특허출원공개 제2008/0094592호 명세서에 개시되는 바와 같은, 소위 회절 간섭 방식의 엔코더 헤드이며, 대응하는 스케일 (X 스케일 (48x), Y 스케일 (48y)) 에 대하여 하향 (―Z 방향) 으로 계측빔을 조사하고, 그 스케일로부터의 빔 (복귀광) 을 수광함으로써, 기판 캐리어 (40) 의 변위량 정보를 주제어 장치 (50) (도 6 참조) 에 공급한다.The X head 78x and the Y head 78y are encoder heads of the so-called diffraction interference type, for example, as disclosed in U.S. Patent Application Publication No. 2008/0094592, and a corresponding scale (X scale 48x) (Direction of rotation of the main carrier 40) by irradiating the measurement beam in the downward direction (-Z direction) to the main controller 50 (Y scale 48y) and receiving the beam (return light) 6).

즉, 기판 위치 계측계 (70) (도 6 참조) 에서는, 1 쌍의 헤드 유닛 (72) 이 갖는 합계로, 예를 들어 4 개의 X 헤드 (78x) 와, 그 X 헤드 (78x) 에 대향하는 X 스케일 (48x) 에 의해, 기판 캐리어 (40) 의 X 축 방향의 위치 정보를 구하기 위한, 예를 들어 4 개의 X 리니어 엔코더 시스템이 구성되어 있다. 마찬가지로, 1 쌍의 헤드 유닛 (72) 이 갖는 합계로, 예를 들어 4 개의 Y 헤드 (78y) 와, 그 Y 헤드 (78y) 에 대향하는 Y 스케일 (48y) 에 의해, 기판 캐리어 (40) 의 Y 축 방향의 위치 정보를 구하기 위한, 예를 들어 4 개의 Y 리니어 엔코더 시스템이 구성되어 있다.In other words, in the substrate position measuring system 70 (see Fig. 6), the total of the pair of head units 72 includes, for example, four X heads 78x, The X-scale 48x constitutes, for example, four X linear encoder systems for obtaining positional information of the substrate carrier 40 in the X-axis direction. Similarly, the sum of the pair of head units 72 is set to be, for example, four Y heads 78y and Y scales 48y opposed to the Y heads 78y, For example, four Y linear encoder systems for obtaining positional information in the Y-axis direction.

여기서, 1 쌍의 헤드 유닛 (72) 각각이 갖는 1 쌍의 X 헤드 (78x), 및 1 쌍의 Y 헤드 (78y) 각각의 X 축 방향에 관한 간격은, 인접하는 스케일판 (46) 사이의 간격보다 넓게 설정되어 있다. 이에 따라, X 엔코더 시스템 및 Y 엔코더 시스템에서는, 기판 캐리어 (40) 의 X 축 방향의 위치에 상관없이, 1 쌍의 X 헤드 (78x) 중 항상 적어도 일방이 X 스케일 (48x) 에 대향함과 함께, 1 쌍의 Y 헤드 (78y) 중 적어도 일방이 항상 Y 스케일 (48y) 에 대향한다.Here, the interval in the X-axis direction of each of the pair of X heads 78x and the pair of Y heads 78y of each of the pair of head units 72 is set such that the distance between the adjacent scale plates 46 And is set wider than the interval. Accordingly, in the X encoder system and the Y encoder system, at least one of the pair of X heads 78x always faces the X scale 48x, regardless of the position of the substrate carrier 40 in the X axis direction , At least one of the pair of Y heads 78y is always opposed to the Y scale 48y.

구체적으로는, 주제어 장치 (50) (도 6 참조) 는, 1 쌍의 X 헤드 (78x) 가 함께 X 스케일 (48x) 에 대향한 상태에서는, 그 1 쌍의 X 헤드 (78x) 의 출력의 평균값에 기초하여 기판 캐리어 (40) 의 X 위치 정보를 구한다. 또, 주제어 장치 (50) 는, 1 쌍의 X 헤드 (78x) 의 일방만이 X 스케일 (48x) 에 대향한 상태에서는, 그 일방의 X 헤드 (78x) 의 출력에만 기초하여 기판 캐리어 (40) 의 X 위치 정보를 구한다. 따라서, X 엔코더 시스템은, 기판 캐리어 (40) 의 위치 정보를 도중에 끊어지게 하는 일 없이 주제어 장치 (50) 에 공급할 수 있다. Y 엔코더 시스템에 대해서도 동일하다.Specifically, in a state in which the pair of X heads 78x are opposed to the X scale 48x together, the main controller 50 (refer to FIG. 6) determines the average value of the outputs of the pair of X heads 78x The X position information of the substrate carrier 40 is obtained. The main control device 50 also controls the substrate carrier 40 based on only the output of one of the X heads 78x in a state where only one of the pair of X heads 78x faces the X scale 48x, The X-position information of the X- Therefore, the X encoder system can supply positional information of the substrate carrier 40 to the main controller 50 without being interrupted. The same is true for the Y encoder system.

또, 기판 캐리어 (40) (즉, 기판 (P). 도 3 참조) 의 Z 틸트 방향의 위치 정보를 구하기 위한 1 쌍의 Z 센서 헤드 (78z) 로는, 예를 들어 레이저 변위계가 사용되고 있다. 여기서, ―Y 측의 헤드 유닛 (72) 에 대응하는 X 프레임 (42x) 상에 고정된 복수의 스케일판 (46) 은, 그 X 프레임 (42x) 의 상면에 있어서, +Y 측의 영역에 배치되어 있다 (도 1 참조). 이에 따라, X 프레임 (42x) 의 상면에 있어서의 ―Y 측의 영역에는, 스케일판 (46) 이 장착되어 있지 않은, X 축 방향으로 연장되는 띠형상의 영역이 형성되어 있다.A laser displacement gauge is used as a pair of Z sensor heads 78z for obtaining positional information of the substrate carrier 40 (that is, the substrate P (see Fig. 3) in the z-tilt direction). Here, the plurality of scale plates 46 fixed on the X frame 42x corresponding to the head unit 72 on the -Y side are arranged in the area on the + Y side on the upper surface of the X frame 42x (See FIG. 1). Thus, in the region on the -Y side of the upper surface of the X frame 42x, a band-shaped region extending in the X-axis direction, on which the scale plate 46 is not mounted, is formed.

그리고, X 프레임 (42x) 의 상면에 있어서의 상기 띠형상의 영역은, 예를 들어 경면 가공에 의해 반사면으로 되어 있다. 1 쌍의 Z 헤드 (78z) 각각은, 상기 반사면에 대하여 (하향으로) 계측빔을 조사하고, 그 반사면으로부터의 반사빔을 수광함으로써, 그 계측빔의 조사점에 있어서의 기판 캐리어 (40) 의 Z 축 방향의 변위량 정보를 구하여 주제어 장치 (50) (도 6 참조) 에 공급한다. 주제어 장치 (50) (도 6 참조) 는, 1 쌍의 헤드 유닛 (72) 각각이 갖는 1 쌍의 Z 헤드 (78z), 즉 합계로, 예를 들어 4 개의 Z 헤드 (78z) 의 출력에 기초하여, 기판 캐리어 (40) 의 Z 틸트 방향의 위치 정보를 구한다. 또한, Z 헤드 (78z) 의 종류는, 장치 본체 (18) (도 1 참조) 를 기준으로 한 기판 캐리어 (40) (보다 상세하게는, X 프레임 (42x)) 의 Z 축 방향의 변위를 원하는 정밀도 (분해능) 로, 또한 비접촉으로 계측할 수 있으면, 특별히 한정되지 않는다.The belt-like region on the upper surface of the X frame 42x is a reflecting surface by, for example, mirror-surface processing. Each of the pair of Z heads 78z irradiates the measurement beam (downward) with respect to the reflection surface and receives the reflected beam from the reflection surface so that the substrate carrier 40 ) In the Z-axis direction is supplied to the main controller 50 (refer to FIG. 6). The main control device 50 (refer to Fig. 6) is provided with a pair of Z heads 78z, that is, a total of, for example, four Z heads 78z each having a pair of head units 72 Thereby obtaining the position information of the substrate carrier 40 in the Z tilt direction. The type of the Z head 78z is set so that the displacement in the Z axis direction of the substrate carrier 40 (more specifically, the X frame 42x) with reference to the apparatus main body 18 Is not particularly limited as long as it can be measured with accuracy (resolution) and in a noncontact manner.

여기서, 상기 서술한 바와 같이, 본 실시형태의 기판 캐리어 (40) 는, Y 축 방향으로도 소정의 장 스트로크로 이동 가능하기 때문에, 주제어 장치 (50) (도 6 참조) 는, X 헤드 (78x), Y 헤드 (78y) 각각과, 대응하는 스케일 (48x, 48y) 의 대향 상태가 유지되도록, 기판 캐리어 (40) 의 Y 축 방향의 위치에 따라 1 쌍의 헤드 유닛 (72) 각각의 Y 슬라이더 (76) (도 4 참조) 를, 기판 캐리어 (40) 에 추종하도록, Y 리니어 액추에이터 (74) (도 4 참조) 를 통하여 Y 축 방향으로 구동한다 (도 7 참조). 주제어 장치 (50) 는, Y 슬라이더 (76) (즉, 각 헤드 (78x, 78y)) 의 변위량 (위치 정보) 과, 각 헤드 (78x, 78y) 로부터의 출력을 아울러, 종합적으로 기판 캐리어 (40) 의 수평면 내의 위치 정보를 구한다.As described above, since the substrate carrier 40 of the present embodiment can move in a predetermined long stroke even in the Y-axis direction, the main controller 50 (see Fig. 6) can move the X head 78x ) Of the pair of head units 72 in accordance with the position of the substrate carrier 40 in the Y-axis direction so that the opposite scales 48x, 48y, Y heads 78y, (See FIG. 7) through the Y linear actuator 74 (see FIG. 4) so as to follow the substrate carrier 40 (see FIG. The main control device 50 controls the overall operation of the substrate carrier 40 (Y) by integrally moving the displacement amount (position information) of the Y slider 76 (i.e., each of the heads 78x and 78y) and the output from each of the heads 78x and 78y ) In the horizontal plane.

Y 슬라이더 (76) (도 4 참조) 의 수평면 내의 위치 (변위량) 정보는, 상기 X 헤드 (78x), Y 헤드 (78y) 를 사용한 엔코더 시스템과 동등한 계측 정밀도의 엔코더 시스템에 의해 구해진다. Y 슬라이더 (76) 는, 도 4 및 도 5 로부터 알 수 있는 바와 같이, 1 쌍의 X 엔코더 헤드 (80x) (이하, 「X 헤드 (80x)」 라고 칭한다), 및 1 쌍의 Y 엔코더 헤드 (80y) (이하, 「Y 헤드 (80y)」 라고 칭한다) 를 갖고 있다. 1 쌍의 X 헤드 (80x), 및 1 쌍의 Y 헤드 (80y) 는, 각각 Y 축 방향으로 소정 거리로 이간하여 배치되어 있다.The position (displacement amount) information in the horizontal plane of the Y slider 76 (see FIG. 4) is obtained by an encoder system of measurement accuracy equivalent to that of the encoder system using the X head 78x and the Y head 78y. 4 and 5, the Y slider 76 includes a pair of X encoder heads 80x (hereinafter referred to as "X head 80x"), and a pair of Y encoder heads (Hereinafter referred to as " Y head 80y "). The pair of X heads 80x and the pair of Y heads 80y are arranged at a predetermined distance in the Y axis direction.

주제어 장치 (50) (도 6 참조) 는, 장치 본체 (18) 의 상부 가대부 (18a) (각각 도 1 참조) 의 하면에 고정된 복수의 스케일판 (82) 을 사용하여, Y 슬라이더 (76) 의 수평면 내의 위치 정보를 구한다. 스케일판 (82) 은, Y 축 방향으로 연장되는 평면에서 봤을 때 띠형상의 부재로 이루어진다. 본 실시형태에서는, 1 쌍의 헤드 유닛 (72) 각각의 상방에, 예를 들어 2 매의 스케일판 (82) 이, Y 축 방향으로 소정 간격으로 (서로 이간하여) 배치되어 있다.6) includes a plurality of scale plates 82 fixed to the lower surface of the main portion 18a (see Fig. 1) of the apparatus main body 18, and the Y slider 76 ) In the horizontal plane. The scale plate 82 is made of a strip-shaped member as viewed in a plane extending in the Y-axis direction. In the present embodiment, for example, two scale plates 82 are arranged above the pair of head units 72 at predetermined intervals (apart from each other) in the Y-axis direction.

도 5 에 나타내는 바와 같이, 스케일판 (82) 의 하면에 있어서의 +X 측의 영역에는, 상기 1 쌍의 X 헤드 (80x) 에 대향하여 X 스케일 (84x) 이 형성되고, 스케일판 (82) 의 하면에 있어서의 ―X 측의 영역에는, 상기 1 쌍의 Y 헤드 (80y) 에 대향하여 Y 스케일 (84y) 이 형성되어 있다. X 스케일 (84x), Y 스케일 (84y) 은, 상기 서술한 스케일판 (46) 에 형성된 X 스케일 (48x), Y 스케일 (48y) 과 실질적으로 동일한 구성의 광 반사형 회절 격자이다. 또, X 헤드 (80x), Y 헤드 (80y) 도 상기 서술한 X 헤드 (78x), Y 헤드 (78y) (하향 헤드) 와 동일한 구성의 회절 간섭 방식의 엔코더 헤드이다.An X scale 84x is formed opposite to the pair of X heads 80x in the area on the + X side of the lower surface of the scale plate 82, A Y scale 84y is formed opposite to the pair of Y heads 80y in the area on the -X side in the bottom surface. The X scale 84x and the Y scale 84y are light reflective diffraction gratings having substantially the same configuration as the X scale 48x and the Y scale 48y formed in the scale plate 46 described above. The X head 80x and the Y head 80y are also an encoder head of the diffraction interference type having the same configuration as the above-described X head 78x and Y head 78y (downward head).

1 쌍의 X 헤드 (80x), 및 1 쌍의 Y 헤드 (80y) 는, 대응하는 스케일 (X 스케일 (84x), Y 스케일 (84y)) 에 대하여 상향 (+Z 방향) 으로 계측빔을 조사하고, 그 스케일로부터의 빔을 수광함으로써, Y 슬라이더 (76) (도 4 참조) 의 수평면 내의 변위량 정보를 주제어 장치 (50) (도 6 참조) 에 공급한다. 1 쌍의 X 헤드 (80x), 및 1 쌍의 Y 헤드 (80y) 각각의 Y 축 방향에 관한 간격은, 인접하는 스케일판 (82) 사이의 간격보다 넓게 설정되어 있다. 이에 따라, Y 슬라이더 (76) 의 Y 축 방향의 위치에 상관없이, 1 쌍의 X 헤드 (80x) 중 항상 적어도 일방이 X 스케일 (84x) 에 대향함과 함께, 1 쌍의 Y 헤드 (80y) 중 적어도 일방이 항상 Y 스케일 (84y) 에 대향한다. 따라서, Y 슬라이더 (76) 의 위치 정보를 도중에 끊어지게 하는 일 없이 주제어 장치 (50) (도 6 참조) 에 공급할 수 있다.The pair of X heads 80x and the pair of Y heads 80y irradiate the measurement beam upward (+ Z direction) to the corresponding scales (X scale 84x and Y scale 84y) By receiving the beam from the scale, displacement amount information in the horizontal plane of the Y slider 76 (see Fig. 4) is supplied to the main controller 50 (see Fig. 6). The interval in the Y axis direction of each of the pair of X heads 80x and the pair of Y heads 80y is set wider than the interval between the adjacent scale plates 82. [ Thus, at least one of the pair of X heads 80x is always opposed to the X-scale 84x, and the pair of Y heads 80y is always opposed to the X-scale 84x, regardless of the position of the Y slider 76 in the Y- At least one of them is always opposed to the Y scale 84y. Therefore, the position information of the Y slider 76 can be supplied to the main controller 50 (refer to FIG. 6) without being interrupted.

여기서, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 헤드 유닛 (72) 에 있어서, Y 슬라이더 (76) 는, 리니어 가이드 장치에 의해 Y 축 방향으로 직진 안내되는 구성이기 때문에, 그 Y 슬라이더 (76) 에 고정된 복수의 계측 헤드 (X 헤드 (78x, 80x), Y 헤드 (78y, 80y), Z 헤드 (78z, 80z)) 에 기울기가 생길 가능성이 있다. 그래서, 주제어 장치 (50) (도 6 참조) 는, Y 슬라이더 (76) 에 장착된, 예를 들어 4 개의 Z 센서 헤드 (80z) (이하, 「Z 헤드 (80z)」 라고 칭한다) 를 사용하여, Y 슬라이더 (76) 의 기울기 (쓰러짐) 량에 관한 정보 (광축 방향의 변위량에 관한 정보도 포함한다) 를 구함과 함께, 그 Y 슬라이더 (76) 의 기울기 (계측광의 광축의 어긋남) 를 없애도록, 각 계측 헤드 (X 헤드 (78x, 80x), Y 헤드 (78y, 80y), Z 헤드 (78z)) 의 출력을, 예를 들어 4 개의 센서 헤드 (80z) 의 출력에 기초하여 보정한다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 예를 들어 4 개의 센서 헤드 (80z) (상향 헤드) 는, 동일 직선 상에 없는 4 개 지점에 배치되어 있지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 3 개의 센서 헤드 (80z) 를, 동일 직선 상에 없는 3 개 지점에 배치해도 된다.4, since the Y slider 76 is linearly guided in the Y-axis direction by the linear guide device in the head unit 72, a plurality of (The X heads 78x and 80x, the Y heads 78y and 80y, and the Z heads 78z and 80z). Thus, the main controller 50 (see Fig. 6) is provided with four Z sensor heads 80z (hereinafter referred to as " Z head 80z ") mounted on the Y slider 76 (Inclusive of the displacement amount in the direction of the optical axis) of the Y slider 76 and the inclination (deviation of the optical axis of the measurement light) of the Y slider 76 is obtained And the outputs of the respective measurement heads (X heads 78x and 80x, Y heads 78y and 80y and Z head 78z) are corrected based on the outputs of four sensor heads 80z, for example. In the present embodiment, for example, four sensor heads 80z (upward head) are disposed at four points that are not on the same straight line. However, the present invention is not limited to this. For example, (80z) may be disposed at three points that are not on the same straight line.

본 실시형태에 있어서, 센서 헤드 (80z) (상향 센서) 로는, 일례로서 센서 헤드 (78z) 와 동일한 레이저 변위계가 사용되고 있으며, 상부 가대부 (18a) (도 9, 도 11 참조) 의 하면에 고정된, 도시하지 않은 타겟 (Y 축 방향으로 연장되는 반사면) 을 사용하여 (즉, 상부 가대부 (18a) 를 기준으로 하여) Y 슬라이더 (76) 의 기울기량에 관한 정보를 구한다. 또한, Y 슬라이더 (76) 의 기울기량에 관한 정보를 원하는 정밀도로 구할 수 있으면, 센서 헤드 (80z) 의 종류는, 특별히 한정되지 않는다. 또, 본 실시형태에서는, 예를 들어 2 매의 스케일판 (82) 이 Y 축 방향으로 이간하여 배치되어 있기 때문에, 스케일판 (82) 과는 별도의 타겟을 사용하지만, 본 실시형태의 스케일판 (82) 보다 장척의 1 매의 스케일판을 사용하는 경우에는, 그 장척의 스케일판의 격자면을 타겟 (반사면) 으로서 사용해도 된다.In this embodiment, the same laser displacement gauge as the sensor head 78z is used as the sensor head 80z (upward sensor) as an example, and the upper portion is fixed to the lower surface of the base portion 18a (see Figs. 9 and 11) Information about the tilt amount of the Y slider 76 is obtained by using a not-shown target (reflecting surface extending in the Y-axis direction), that is, a top surface of the base portion 18a. The kind of the sensor head 80z is not particularly limited as long as information on the tilt amount of the Y slider 76 can be obtained with a desired accuracy. In this embodiment, for example, two scale plates 82 are disposed apart from each other in the Y-axis direction. Therefore, a target separate from the scale plate 82 is used. However, In the case of using one scale plate longer than the first scale plate 82, the lattice plane of the long scale plate may be used as a target (reflecting surface).

도 6 에는, 액정 노광 장치 (10) (도 1 참조) 의 제어계를 중심적으로 구성하고, 구성 각 부를 통괄 제어하는 주제어 장치 (50) 의 입출력 관계를 나타내는 블록도가 도시되어 있다. 주제어 장치 (50) 는, 워크스테이션 (또는 마이크로컴퓨터) 등을 포함하고, 액정 노광 장치 (10) 의 구성 각 부를 통괄 제어한다.6 is a block diagram showing the input / output relationship of the main controller device 50 that mainly controls the control system of the liquid crystal exposure apparatus 10 (see Fig. 1) and performs overall control of the respective constituent elements. The main controller 50 includes a work station (or a microcomputer) and controls the components of the liquid crystal exposure apparatus 10 as a whole.

상기 서술한 바와 같이 하여 구성된 액정 노광 장치 (10) (도 1 참조) 에서는, 주제어 장치 (50) (도 6 참조) 의 관리 아래, 도시하지 않은 마스크 로더에 의해, 마스크 스테이지 (14) 상으로의 마스크 (M) 의 로드가 실시됨과 함께, 도시하지 않은 기판 로더에 의해, 기판 스테이지 장치 (20) (기판 캐리어 (40), 및 비접촉 홀더 (32)) 상으로의 기판 (P) 의 로드가 실시된다. 그 후, 주제어 장치 (50) 에 의해, 도시하지 않은 얼라인먼트 검출계를 사용한 얼라인먼트 계측, 및 도시하지 않은 오토포커스 센서 (기판 (P) 의 면 위치 계측계) 를 사용한 포커스 맵핑이 실행되고, 그 얼라인먼트 계측 및 포커스 맵핑의 종료 후, 기판 (P) 상에 설정된 복수의 쇼트 영역에 축차 스텝·앤드·스캔 방식의 노광 동작이 실시된다. 또한, 액정 노광 장치 (10) 는, 기판 (P) 의 Z 방향 위치를 결정하기 위한 포커스 맵핑을 사전에 실시하는 것으로 설명했지만, 사전에 실시하지 않고, 주사 노광 동작을 실시하면서, 주사 노광을 하기 직전에 수시 포커스 맵핑을 실시하도록 해도 된다.The liquid crystal exposure apparatus 10 (refer to Fig. 1) configured as described above is configured so as to be capable of moving the mask stage 14 on the mask stage 14 under the control of the main controller 50 (see Fig. 6) The loading of the mask M is carried out and the loading of the substrate P onto the substrate stage device 20 (the substrate carrier 40 and the non-contact holder 32) is performed by a substrate loader do. Thereafter, the main controller 50 performs alignment measurement using an alignment detection system (not shown) and focus mapping using an autofocus sensor (a surface position measurement system of the substrate P), not shown, After completion of the measurement and focus mapping, a sequential step-and-scan type exposure operation is performed on a plurality of shot areas set on the substrate P. [ The liquid crystal exposure apparatus 10 has been described as performing the focus mapping for determining the position of the substrate P in the Z direction in advance. However, without performing the scan exposure in advance, The focus mapping may be performed immediately before.

다음으로, 노광 동작시에 있어서의 기판 스테이지 장치 (20) 의 동작의 일례를, 도 8(a) ∼ 도 10(b) 를 이용하여 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 1 매의 기판 (P) 상에 4 개의 쇼트 영역이 설정된 경우 (소위 4 모따기의 경우) 를 설명하지만, 1 매의 기판 (P) 상에 설정되는 쇼트 영역의 수 및 배치는, 적절히 변경 가능하다. 또, 본 실시형태에 있어서, 노광 처리는, 일례로서 기판 (P) 의 ―Y 측 또한 +X 측에 설정된 제 1 쇼트 영역 (S1) 으로부터 실시되는 것으로서 설명한다. 또, 도면의 착종 (錯綜) 을 피하기 위해서, 도 8(a) ∼ 도 10(b) 에서는, 기판 스테이지 장치 (20) 가 갖는 요소의 일부가 생략되어 있다.Next, an example of the operation of the substrate stage device 20 in the exposure operation will be described with reference to Figs. 8 (a) to 10 (b). In the following description, the case where four short regions are set on one substrate P (the case of so-called four chamfers) will be described, but the number of shot regions set on one substrate P and The arrangement can be suitably changed. In the present embodiment, the exposure process is described as being performed from the first short region S1 set on the -Y side and the + X side of the substrate P as an example. 8 (a) to 10 (b), a part of the elements of the substrate stage device 20 are omitted in order to avoid the complication of the drawings.

도 8(a) 및 도 8(b) 에는, 얼라인먼트 동작 등이 완료하고, 제 1 쇼트 영역 (S1) 에 대한 노광 동작의 준비가 종료한 상태의 기판 스테이지 장치 (20) 의 평면도, 및 정면도가 각각 도시되어 있다. 기판 스테이지 장치 (20) 에서는, 도 8(a) 에 나타내는 바와 같이, 투영 광학계 (16) 로부터의 조명광 (IL) (각각 도 8(b) 참조) 이 조사됨으로써 기판 (P) 상에 형성되는 노광 영역 (IA) (단, 도 8(a) 에 나타내는 상태에서는, 아직 기판 (P) 에 대하여 조명광 (IL) 은 조사되어 있지 않다) 보다, 제 1 쇼트 영역 (S1) 의 +X 측의 단부가 약간 ―X 측에 위치하도록, 기판 위치 계측계 (70) (도 6 참조) 의 출력에 기초하여 기판 (P) 의 위치 결정이 된다.8A and 8B are a plan view and a front view of the substrate stage device 20 in a state where the aligning operation and the like are completed and the preparation of the exposure operation for the first shot area S1 is completed Respectively. 8 (a), the substrate stage device 20 irradiates the illumination light IL (see FIG. 8 (b)) from the projection optical system 16 to expose the substrate P The end portion of the first shot region S1 on the + X side is slightly smaller than the region IA (in the state shown in Fig. 8 (a), the illumination light IL is not yet irradiated to the substrate P) The substrate P is positioned based on the output of the substrate position measuring system 70 (refer to FIG. 6) so as to be located on the -X side.

또, Y 축 방향에 관해서, 노광 영역 (IA) 의 중심과, X 가이드 바 (28) (즉, 비접촉 홀더 (32)) 의 중심이 거의 일치하고 있기 때문에, 기판 캐리어 (40) 에 유지된 기판 (P) 의 +Y 측의 단부 근방은, 비접촉 홀더 (32) 로부터 돌출되어 있다. 기판 (P) 은, 그 돌출된 부분이 비접촉 홀더 (32) 의 +Y 측에 배치된 보조 테이블 (34) 에 하방으로부터 지지된다. 이 때, 기판 (P) 의 +Y 측의 단부 근방은, 비접촉 홀더 (32) 에 의한 평면 교정이 실시되지 않지만, 노광 대상의 제 1 쇼트 영역 (S1) 을 포함하는 영역은, 평면 교정이 실시된 상태가 유지되므로, 노광 정밀도에 영향은 없다.Since the center of the exposure area IA and the center of the X guide bar 28 (i.e., the noncontact holder 32) substantially coincide with each other in the Y axis direction, The vicinity of the end on the + Y side of the projection P protrudes from the non-contact holder 32. The protruded portion of the substrate P is supported from below by an auxiliary table 34 disposed on the + Y side of the noncontact holder 32. At this time, the vicinity of the end on the + Y side of the substrate P is not subjected to the plane calibration by the non-contact holder 32, but the region including the first shot area S1 to be exposed is subjected to planar calibration The exposure accuracy is not affected.

이어서, 도 8(a) 및 도 8(b) 에 나타내는 상태로부터, 마스크 (M) (도 1 참조) 와 동기하여, 도 9(a) 및 도 9(b) 에 나타내는 바와 같이, 기판 캐리어 (40) 와 비접촉 홀더 (32) 가, 기판 위치 계측계 (70) (도 6 참조) 의 출력에 기초하여, X 가이드 바 (28) 상에서 +X 방향으로 일체적으로 (동기하여) 구동 (가속, 등속 구동, 및 감속) 된다 (도 9(a) 의 흑색 화살표 참조). 기판 캐리어 (40) 와 비접촉 홀더 (32) 가 X 축 방향으로 등속 구동되는 동안, 기판 (P) 에는, 마스크 (M) (도 1 참조) 및 투영 광학계 (16) 를 통과한 조명광 (IL) (각각 도 9(b) 참조) 이 조사되고, 이에 따라 마스크 (M) 가 갖는 마스크 패턴이 쇼트 영역 (S1) 에 전사된다. 이 때, 기판 캐리어 (40) 는, 상기 얼라인먼트 계측의 결과에 따라, 비접촉 홀더 (32) 에 대하여 수평면 내 3 자유도 방향으로 적절히 미소 구동되고, 비접촉 홀더 (32) 는, 상기 포커스 맵핑의 결과에 따라 Z 틸트 방향으로 적절히 미소 구동된다.Subsequently, from the state shown in Figs. 8 (a) and 8 (b), as shown in Figs. 9 (a) and 9 (b), in synchronization with the mask M 40 and the noncontact holder 32 are driven (synchronized) with the X guide bar 28 integrally (synchronously) in the + X direction on the basis of the output of the substrate position measuring system 70 Drive, and deceleration) (see the black arrows in Fig. 9 (a)). The substrate P is irradiated with the illumination light IL (see FIG. 1) and the illumination light IL (which has passed through the projection optical system 16) onto the substrate P while the substrate carrier 40 and the noncontact holder 32 are driven at the constant speed in the X- (See Fig. 9 (b), respectively) are irradiated, whereby the mask pattern of the mask M is transferred to the shot area S1. At this time, the substrate carrier 40 is appropriately minutely driven in the three-degree-of-freedom direction in the horizontal plane with respect to the non-contact holder 32 according to the result of the alignment measurement, and the non- And is appropriately minutely driven in the Z tilt direction.

여기서, 기판 위치 계측계 (70) (도 6 참조) 에 있어서, 기판 캐리어 (40) 와 비접촉 홀더 (32) 가 X 축 방향 (도 9(a) 에서는 +X 방향) 으로 구동될 때, 1 쌍의 헤드 유닛 (72) 각각이 갖는 Y 슬라이더 (76) 는, 정지 상태가 된다.When the substrate carrier 40 and the non-contact holder 32 are driven in the X-axis direction (+ X direction in FIG. 9A) in the substrate position measuring system 70 The Y slider 76 of each of the head units 72 is in a stopped state.

기판 (P) 상의 제 1 쇼트 영역 (S1) 에 대한 마스크 패턴의 전사가 완료하면, 기판 스테이지 장치 (20) 에서는, 도 10(a) 및 도 10(b) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 쇼트 영역 (S1) 의 +Y 측의 설정된 제 2 쇼트 영역 (S2) 에 대한 노광 동작을 위해서, 기판 캐리어 (40) 가 비접촉 홀더 (32) 에 대하여 ―Y 방향으로 소정 거리 (기판 (P) 의 폭방향 치수의 거의 절반 거리), 기판 위치 계측계 (70) (도 6 참조) 의 출력에 기초하여 구동 (Y 스텝 구동) 된다 (도 10(a) 의 백색 화살표 참조). 상기 기판 캐리어 (40) 의 Y 스텝 동작에 의해, 기판 캐리어 (40) 에 유지된 기판 (P) 의 ―Y 측의 단부 근방이 비접촉 홀더 (32) 의 ―Y 측에 배치된 보조 테이블 (34) 에 하방으로부터 지지된다.When the transfer of the mask pattern to the first shot area S1 on the substrate P is completed, in the substrate stage apparatus 20, as shown in Figs. 10 (a) and 10 (b) The substrate carrier 40 is moved in the -Y direction relative to the non-contact holder 32 by a predetermined distance (in the width direction dimension of the substrate P) in order to perform the exposure operation for the second shot area S2 set on the + Y side of the non- (Y step drive) based on the output of the substrate position measuring system 70 (see FIG. 6) (see a white arrow in FIG. 10 (a)). The vicinity of the end on the -Y side of the substrate P held by the substrate carrier 40 is moved to the auxiliary table 34 disposed on the -Y side of the noncontact holder 32 by the Y step operation of the substrate carrier 40, As shown in Fig.

또, 주제어 장치 (50) (도 6 참조) 는, 상기 기판 캐리어 (40) 를 ―Y 방향으로 구동할 때, 1 쌍의 헤드 유닛 (72) 각각이 갖는 Y 슬라이더 (76) (각각 도 4 참조) 를, Y 축 방향에 관해서 기판 캐리어 (40) 에 동기하도록 ―Y 방향으로 구동한다 (도 10(a) 의 흑색 화살표 참조). 즉, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 기판 캐리어 (40) 가 ―Y 방향으로 소정의 스트로크로 이동한 경우에는, 1 쌍의 Y 슬라이더 (76) 는, 기판 캐리어 (40) 에 동기하여 ―Y 방향으로 이동한다. 여기서, 본 명세서에 있어서, 「동기하여 이동」 이란, 기판 캐리어 (40) 와 Y 슬라이더 (76) 가, 상대 위치 관계를 대체로 유지한 상태에서 이동하는 것을 의미하며, 위치 (이동 방향 및 속도) 가 엄밀하게 일치한 상태에서 이동하는 경우에 한정되는 것은 아니다.6) includes a Y-slider 76 (see Fig. 4, respectively) of each of the pair of head units 72 when the substrate carrier 40 is driven in the -Y direction ) In the -Y direction in synchronism with the substrate carrier 40 with respect to the Y-axis direction (see the black arrows in FIG. 10 (a)). 7, when the substrate carrier 40 moves in a predetermined stroke in the -Y direction, the pair of Y sliders 76 is moved in the -Y direction in synchronization with the substrate carrier 40 Move. Means that the substrate carrier 40 and the Y slider 76 move in a state in which the relative positional relationship is maintained substantially, and the position (moving direction and speed) is The present invention is not limited to the case of moving in a strictly matched state.

이하, 도시하지 않지만, 마스크 (M) (도 1 참조) 와 동기하여, 기판 캐리어 (40) 와 비접촉 홀더 (32) 가 ―X 방향으로 구동됨으로써, 제 2 쇼트 영역 (S2) 에 대한 주사 노광이 실시된다. 또, 기판 캐리어 (40) 의 Y 스텝 동작, 및 마스크 (M) 와 동기한 기판 캐리어 (40) 와 비접촉 홀더 (32) 의 X 축 방향으로의 등속 이동이 적절히 반복됨으로써, 기판 (P) 상에 설정된 전체 쇼트 영역에 대한 주사 노광 동작이 순차 실시된다.Although not shown, the substrate carrier 40 and the non-contact holder 32 are driven in the -X direction in synchronization with the mask M (see Fig. 1), so that the scanning exposure for the second short region S2 . The Y step operation of the substrate carrier 40 and the uniform movement of the substrate carrier 40 in synchronism with the mask M and the non-contact holder 32 in the X axis direction are appropriately repeated, The scan exposure operation for the set entire shot area is sequentially performed.

이상 설명한 본 제 1 실시형태에 관련된 액정 노광 장치 (10) 가 갖는 기판 스테이지 장치 (20) 에 의하면, 기판 (P) 의 XY 평면 내의 위치 정보를 구하기 위한 기판 위치 계측계 (70) 는, 엔코더 시스템을 포함하므로, 예를 들어 종래의 간섭계 시스템에 비해, 공기 흔들림의 영향을 저감할 수 있다. 따라서, 기판 (P) 의 위치 결정 정밀도가 향상된다. 또, 공기 흔들림의 영향이 작기 때문에, 종래의 간섭계 시스템을 이용하는 경우에 필수가 되는 부분 공조 설비를 생략할 수 있어, 코스트 다운이 가능해진다.According to the substrate stage apparatus 20 of the liquid crystal exposure apparatus 10 according to the first embodiment described above, the substrate position measuring system 70 for obtaining the positional information of the substrate P in the XY plane includes: The influence of air blurring can be reduced, for example, as compared with the conventional interferometer system. Therefore, the positioning accuracy of the substrate P is improved. In addition, since the influence of air blurring is small, the partial air conditioning facility, which is essential in the case of using the conventional interferometer system, can be omitted, and the cost can be reduced.

또한, 간섭계 시스템을 이용하는 경우에는, 크고 무거운 바 미러를 기판 스테이지 장치 (20) 에 구비할 필요가 있었지만, 본 실시형태에 관련된 엔코더 시스템에서는, 상기 바 미러가 불필요해지므로, 기판 캐리어 (40) 를 포함하는 계가 소형·경량화함과 함께 중량 밸런스가 좋아지고, 이에 따라 기판 (P) 의 위치 제어성이 향상된다. 또, 간섭계 시스템을 이용하는 경우에 비해, 조정 지점이 적게 끝나므로, 기판 스테이지 장치 (20) 가 코스트 다운하고, 또한 메인터넌스성도 향상된다. 또, 조립시의 조정도 용이해진다.Further, in the case of using the interferometer system, it is necessary to provide a large and heavy bar mirror in the substrate stage device 20. However, in the encoder system according to the present embodiment, the bar mirror is unnecessary, The weight including the weight of the substrate P is reduced, and the position controllability of the substrate P is improved. Further, as compared with the case where the interferometer system is used, since the adjustment point is reduced to a small extent, the substrate stage device 20 is cost-reduced and the maintenance property is also improved. Also, adjustment during assembly is facilitated.

또, 본 실시형태에 관련된 기판 위치 계측계 (70) (엔코더 시스템) 에서는, 1 쌍의 헤드 유닛 (72) 각각의 Y 슬라이더 (76) 를 기판 (P) 에 동기하여 Y 축 방향으로 구동함 (추종시킴) 으로써, 기판 (P) 의 Y 위치 정보를 구하는 구성이기 때문에, 기판 스테이지 장치 (20) 측에 Y 축 방향으로 연장되는 스케일을 배치할 필요 (혹은 장치 본체 (18) 측에 Y 축 방향으로 복수의 헤드를 배열할 필요) 가 없다. 따라서, 기판 위치 계측계 (70) 의 구성을 심플하게 할 수 있고, 코스트 다운이 가능해진다.In the substrate position measuring system 70 (encoder system) according to the present embodiment, the Y slider 76 of each pair of head units 72 is driven in the Y axis direction in synchronization with the substrate P It is necessary to arrange a scale extending in the Y-axis direction on the substrate stage device 20 side (or in the Y-axis direction on the apparatus main body 18 side) It is not necessary to arrange a plurality of heads). Therefore, the configuration of the substrate position measuring system 70 can be simplified, and the cost can be reduced.

또, 본 실시형태에 관련된 기판 위치 계측계 (70) (엔코더 시스템) 에서는, 인접하는 1 쌍의 엔코더 헤드 (X 헤드 (78x), Y 헤드 (78y)) 의 출력을 기판 캐리어 (40) 의 X 위치에 따라 적절히 전환하면서 그 기판 캐리어 (40) 의 XY 평면 내의 위치 정보를 구하는 구성이므로, 복수의 스케일판 (46) 을 X 축 방향으로 소정 간격으로 (서로 이간하여) 배치해도, 기판 캐리어 (40) 의 위치 정보를 도중에 끊어지는 일 없이 구할 수 있다. 따라서, 기판 캐리어 (40) 의 스트로크 양과 동등한 길이의 스케일판을 준비할 필요가 없고, 코스트 다운이 가능하며, 특히 본 실시형태와 같은 대형의 기판 (P) 을 사용하는 액정 노광 장치 (10) 에 적합하다.In the substrate position measuring system 70 (encoder system) according to the present embodiment, the output of the adjacent pair of encoder heads (X head 78x, Y head 78y) Even when the plurality of scale plates 46 are arranged at predetermined intervals (apart from each other) in the X-axis direction, the position of the substrate carrier 40 Can be obtained without interruption in the middle. Therefore, it is not necessary to prepare a scale plate having a length equivalent to the stroke amount of the substrate carrier 40, and it is possible to reduce the cost. Especially, in the liquid crystal exposure apparatus 10 using the large-sized substrate P as in the present embodiment Suitable.

또, 기판 스테이지 장치 (20) 는, 기판 (P) 의 XY 평면 내의 고정밀도 위치 결정을 실시할 때, 그 기판 (P) 의 외주연부만을 유지하는 틀형상의 기판 캐리어 (40) 가 수평면 내 3 자유도 방향으로 구동되므로, 예를 들어 기판 (P) 의 하면 전체를 흡착 유지하는 기판 홀더를 수평면 내 3 자유도 방향으로 구동하여 기판 (P) 의 고정밀도 위치 결정을 실시하는 경우에 비해, 구동 대상물 (본 실시형태에서는, 기판 캐리어 (40)) 이 경량이므로, 위치 제어성이 향상된다. 또, 구동용의 액추에이터 (본 실시형태에서는, Y 보이스 코일 모터 (64), X 보이스 코일 모터 (66)) 를 소형화할 수 있다.The substrate stage device 20 is configured such that when the substrate P is subjected to highly precise positioning in the XY plane of the substrate P, a frame-shaped substrate carrier 40 for holding only the outer periphery of the substrate P is provided in the horizontal plane 3 Compared with the case where the substrate holder for attracting and holding the entire lower surface of the substrate P is driven in the direction of three degrees of freedom in the horizontal plane to perform highly accurate positioning of the substrate P, Since the object (the substrate carrier 40 in this embodiment) is lightweight, the position controllability is improved. In addition, it is possible to downsize the actuators for driving (in this embodiment, the Y voice coil motor 64 and the X voice coil motor 66).

《제 2 실시형태》&Quot; Second Embodiment &

다음으로 제 2 실시형태에 대해, 도 11 을 이용하여 설명한다. 본 제 2 실시형태에 관련된 액정 노광 장치는, 상기 제 1 실시형태와 마찬가지로, 엔코더 시스템을 이용하여 기판 (P) 의 수평면 내의 위치 정보를 구하지만, 그 엔코더 시스템용 (수평면 내 위치 계측계) 의 헤드 유닛과, Z 틸트 위치 계측계용의 헤드 유닛이 독립되어 있는 점이 상기 제 1 실시형태와 상이하다. 이하, 제 1 실시형태와의 상위점에 관해서 설명하고, 상기 제 1 실시형태와 동일한 구성 및 기능을 갖는 요소에 대해서는, 상기 제 1 실시형태와 동일한 부호를 붙여 그 설명을 생략한다.Next, a second embodiment will be described with reference to Fig. The liquid crystal exposure apparatus according to the second embodiment obtains positional information in the horizontal plane of the substrate P using an encoder system in the same manner as in the first embodiment described above, The head unit and the head unit for the Z-tilt position measuring instrument are independent from each other in the first embodiment. Hereinafter, differences from the first embodiment will be described, and elements having the same configurations and functions as those of the first embodiment will be denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment, and the description thereof will be omitted.

본 제 2 실시형태에 관련된 기판 위치 계측계 (70A) 는, Y 축 방향에 관해서 투영 광학계 (16) (도 1 참조) 의 일측 및 타측 각각에, 1 개의 헤드 유닛 (72A), 및 2 개의 헤드 유닛 (72B) 을 갖고 있다 (도 11 에서는 일측만 도시되어 있다). 헤드 유닛 (72A) 의 X 축 방향에 관한 위치는, 투영 광학계 (16) 와 거의 일치 하고 있다. 2 개의 헤드 유닛 (72B) 은, X 축 방향에 관해서, 헤드 유닛 (72A) 의 일측 및 타측에 배치되어 있다.The substrate position measuring system 70A according to the second embodiment is provided with one head unit 72A and one head unit 72B on one side and the other side of the projection optical system 16 (see Fig. 1) Unit 72B (only one side is shown in Fig. 11). The position of the head unit 72A with respect to the X-axis direction substantially coincides with the projection optical system 16. The two head units 72B are disposed on one side and the other side of the head unit 72A with respect to the X axis direction.

헤드 유닛 (72A) 은, 상기 제 1 실시형태에 관련된 헤드 유닛 (72) (도 5 참조) 에서 Z 헤드 (78z, 80z) 를 제거한 것이다. 즉, 헤드 유닛 (72A) 은, 1 쌍의 X 헤드 (78x), 및 1 쌍의 Y 헤드 (78y) 에 의해, 기판 캐리어 (40) 에 장착된 복수의 스케일판 (46) 을 사용하여 그 기판 캐리어 (40) 의 XY 평면 내의 위치 정보를 구한다. 1 쌍의 X 헤드 (78x), 및 1 쌍의 Y 헤드 (78y) 가 기판 캐리어 (40) 에 동기하여 Y 축 방향으로 이동하는 것, 및 그 위치 정보가 1 쌍의 X 헤드 (80x), 및 1 쌍의 Y 헤드 (80y) 에 의해 스케일판 (82) 을 사용하여 구해지는 점은 상기 제 1 실시형태와 동일하므로, 설명을 생략한다.The head unit 72A is obtained by removing the Z heads 78z and 80z from the head unit 72 (see Fig. 5) related to the first embodiment. That is, the head unit 72A is constituted by a pair of X heads 78x and a pair of Y heads 78y, by using a plurality of scale plates 46 mounted on the substrate carrier 40, Position information of the carrier 40 in the XY plane is obtained. A pair of X heads 78x and a pair of Y heads 78y move in the Y axis direction in synchronization with the substrate carrier 40 and that the positional information of the pair of X heads 80x, The points obtained by using the scale plate 82 by the pair of Y heads 80y are the same as those in the first embodiment, and the description will be omitted.

헤드 유닛 (72B) 은, 상기 제 1 실시형태에 관련된 헤드 유닛 (72) (도 5 참조) 으로부터 X 헤드 (78x, 80x), 및 Y 헤드 (78y, 80y) 를 제거한 것이다. 즉, 헤드 유닛 (72B) 은, 1 쌍의 Z 헤드 (78z) 에 의해 기판 캐리어 (40) 의 X 프레임 (42x) 의 상면 (반사면) 을 사용하여 그 기판 캐리어 (40) 의 Z 틸트 방향의 위치 정보를 구한다. 1 쌍의 Z 헤드 (78z) 가 기판 캐리어 (40) 에 동기하여 Y 축 방향으로 이동하는 것, 및 그 자세 변화가 예를 들어 4 개의 Z 헤드 (80z) 에 의해 장치 본체 (18) (도 1 참조) 에 고정된 타겟 (82B) 을 사용하여 구해지는 점은 상기 제 1 실시형태와 동일하므로, 설명을 생략한다.The head unit 72B is obtained by removing the X heads 78x and 80x and the Y heads 78y and 80y from the head unit 72 (see FIG. 5) according to the first embodiment. In other words, the head unit 72B is formed by a pair of Z heads 78z, which are arranged on the upper surface (reflecting surface) of the X frame 42x of the substrate carrier 40 so as to face the substrate carrier 40 in the Z tilt direction Get location information. The pair of Z heads 78z move in the Y axis direction in synchronization with the substrate carrier 40 and that the attitude change is detected by the four Z heads 80z in the apparatus main body 18 ) Is the same as that of the first embodiment described above, and a description thereof will be omitted.

본 제 2 실시형태에 의하면, 기판 (P) 의 수평면 내의 위치 계측계의 헤드 유닛 (72A) 과, 기판의 Z 틸트 방향의 위치 계측계용의 헤드 유닛 (72B) 이 독립되어 있으므로, 상기 제 1 실시형태에 비해, 헤드 유닛의 구성이 심플하고, 각 계측 헤드의 배치가 용이하다.According to the second embodiment, since the head unit 72A of the position measuring system in the horizontal plane of the substrate P and the head unit 72B of the position measuring instrument in the Z tilt direction of the substrate are independent of each other, The configuration of the head unit is simple, and the arrangement of each measurement head is easy.

《제 3 실시형태》&Quot; Third Embodiment &

다음으로 제 3 실시형태에 대해, 도 12(a) 및 도 12(b) 를 이용하여 설명한다. 제 3 실시형태에 관련된 액정 노광 장치의 구성은, 기판 (P) 을 투영 광학계 (16) (도 1 참조) 에 대하여 고정밀도 위치 결정하기 위한 기판 스테이지 장치 (120) 의 구성이, 상기 제 1 실시형태와 상이하다. 기판 (P) 의 6 자유도 방향의 위치 정보를 구하기 위한 계측계의 구성은, 상기 제 1 실시형태와 동일하다. 이하, 본 제 3 실시형태에 대해서는, 상기 제 1 실시형태와의 상위점 (相違点) 에 대해서만 설명하고, 상기 제 1 실시형태와 동일한 구성 및 기능을 갖는 요소에 대해서는, 상기 제 1 실시형태와 동일한 부호를 붙여 그 설명을 생략한다.Next, the third embodiment will be described with reference to Figs. 12 (a) and 12 (b). The configuration of the liquid crystal exposure apparatus according to the third embodiment is similar to the configuration of the substrate stage apparatus 120 for accurately positioning the substrate P with respect to the projection optical system 16 (see Fig. 1) It is different from the shape. The configuration of the measuring system for obtaining the position information of the substrate P in the six degrees of freedom direction is the same as that of the first embodiment. Hereinafter, the third embodiment will be described only in terms of differences (differences) from the first embodiment, and elements having the same configuration and function as those of the first embodiment will be described with reference to the first embodiment The same reference numerals are attached thereto, and the description thereof is omitted.

상기 제 1 실시형태에 있어서, 기판 (P) 을 유지하는 틀형상 (액자 형상) 의 기판 캐리어 (40) 가, 비접촉 홀더 (32) 에 대하여, 비(非) 스캔 방향 (Y 축 방향) 으로 독립적으로 소정의 스트로크로 상대 이동 가능했던 데 반해 (도 1 등 참조), 도 12(a) 및 도 12(b) 에 나타내는 본 제 3 실시형태에 있어서의 기판 스테이지 장치 (120) 에 있어서, 기판 캐리어 (140) 는, 스캔 방향 (X 축 방향) 및 비스캔 방향의 각각에서, 비접촉 홀더 (32) 와 일체적으로 소정의 장 스트로크로 이동하는 점이 상이하다. 기판 캐리어 (140) 가 비접촉 홀더 (32) 에 대하여 수평면 내 3 자유도 방향으로 미소 스트로크로 상대 이동 가능한 점은, 상기 제 1 실시형태의 기판 스테이지 장치 (20) 와 동일하다.In the first embodiment, the frame carrier (40) having a frame shape (frame shape) for holding the substrate (P) is supported by the noncontact holder (32) In the substrate stage device 120 according to the third embodiment shown in Figs. 12 (a) and 12 (b), while the substrate carrier 120 is relatively movable with a predetermined stroke Contact holder 140 moves in a predetermined long stroke integrally with the non-contact holder 32 in each of the scanning direction (X-axis direction) and the non-scanning direction. The substrate carrier 140 is movable relative to the non-contact holder 32 in a three-degree-of-freedom direction in the horizontal plane with a very small stroke, which is the same as that of the substrate stage device 20 of the first embodiment.

보다 상세하게 설명하면, 본 제 3 실시형태에 있어서, 조동 스테이지 (124) 는, X 축 및 Y 축 방향으로 소정의 장 스트로크로 이동 가능하게 구성되어 있다. 조동 스테이지 (124) 를 Y 축 방향으로 장 스트로크로 이동시키기 위한 구성은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 미국 특허출원공개 제2012/0057140호 명세서 등에 개시되는 바와 같은, 공지된 갠트리 타입의 XY 스테이지 장치를 사용할 수 있다. 또, 중량 캔슬 장치 (26) 는, 조동 스테이지 (124) 와 일체적으로 X 축 및 Y 축 방향으로 소정의 장 스트로크로 이동하도록 조동 스테이지 (124) 에 접속되어 있다. 또, X 가이드 바 (28) (도 1 등 참조) 도 Y 축 방향으로 소정의 장 스트로크로 이동 가능하게 되어 있다. X 가이드 바 (28) 를 Y 축 방향으로 장 스트로크로 이동시키기 위한 구성은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 상기 XY 스테이지 장치 중, Y 스테이지에 기계적으로 접속하면 된다. 조동 스테이지 (124) 와 기판 테이블 (30) 이 복수의 접속 장치 (30b) (플렉셔 장치) 를 통하여 기계적으로 (단, Z 틸트 방향으로 미소 이동 가능한 상태로) 접속되어 있는 점은, 상기 제 1 실시형태와 동일하다. 이에 따라, 기판 테이블 (30) 및 비접촉 홀더 (32) 는, 조동 스테이지 (124) 와 일체적으로 X 축 및 Y 축 방향으로 소정의 장 스트로크로 이동한다.More specifically, in the third embodiment, the coarse movement stage 124 is configured to be movable in a predetermined long stroke in the X-axis and Y-axis directions. The configuration for moving the coarse movement stage 124 in the Y-axis direction to the long stroke is not particularly limited. For example, a known gantry type XY stage such as disclosed in U.S. Patent Application Publication No. 2012/0057140, Devices can be used. The weight canceling device 26 is connected to the coarse movement stage 124 so as to move in a predetermined long stroke in the X and Y axis directions integrally with the coarse movement stage 124. In addition, the X guide bar 28 (see Fig. 1, etc.) is also movable in the Y axis direction by a predetermined long stroke. The configuration for moving the X guide bar 28 in the Y-axis direction in the long stroke is not particularly limited, but may be mechanically connected to the Y stage, for example, of the XY stage apparatus. The point that the coarse movement stage 124 and the substrate table 30 are connected mechanically (in a state in which they can be moved in small tilt directions) through a plurality of connection devices 30b (flexure devices) Is the same as the embodiment. Thus, the substrate table 30 and the noncontact holder 32 move together with the coarse movement stage 124 in a predetermined long stroke in the X-axis and Y-axis directions.

기판 캐리어 (140) 는, 평면에서 봤을 때 사각형의 틀형상으로 형성된 본체부 (142) 와, 그 본체부 (142) 의 상면에 고정된 흡착부 (144) 를 갖고 있다. 흡착부 (144) 도 본체부 (142) 와 마찬가지로, 평면에서 봤을 때 사각형의 틀형상으로 형성되어 있다. 기판 (P) 은, 흡착부 (144) 에, 예를 들어 진공 흡착 유지된다. 상기 비접촉 홀더 (32) 는, 흡착부 (144) 의 내벽면에 대하여 소정의 간극이 형성된 상태로, 그 흡착부 (144) 가 갖는 개구 내에 삽입되어 있다. 비접촉 홀더 (32) 가 기판 (P) 에 하중 (프리로드) 을 작용시켜 비접촉으로 평면 교정하는 점은, 상기 제 1 실시형태와 동일하다.The substrate carrier 140 has a body portion 142 formed in a rectangular frame shape when viewed in plan view and a suction portion 144 fixed to the upper surface of the body portion 142. Similar to the body portion 142, the suction portion 144 is formed in a rectangular frame shape when viewed in plan. The substrate P is held, for example, by vacuum suction on the adsorption unit 144. [ The noncontact holder 32 is inserted into the opening of the suction portion 144 in a state in which a predetermined gap is formed on the inner wall surface of the suction portion 144. [ Contact holder 32 applies a load (pre-load) to the substrate P to perform plane calibration in a noncontact manner in the same manner as in the first embodiment.

또, 기판 테이블 (30) 의 하면으로부터는, 복수 (본 실시형태에서는, 예를 들어 4 매) 의 가이드판 (148) 이 수평면을 따라 방사상으로 연장되어 있다. 기판 캐리어 (140) 는, 상기 복수의 가이드판 (148) 에 대응하여, 에어 베어링을 포함하는 복수의 패드 (146) 를 갖고 있고, 그 에어 베어링으로부터 가이드판 (148) 의 상면에 분출되는 가압 기체의 정압에 의해, 가이드판 (148) 상에 비접촉 상태로 재치되어 있다. 기판 테이블 (30) 이 Z 틸트 방향으로 미소 구동된 경우, 상기 복수의 가이드판 (148) 도 기판 테이블 (30) 과 일체적으로 Z 틸트 방향으로 이동 (자세 변화) 하므로, 기판 테이블 (30) 의 자세가 변화하면, 그 기판 테이블 (30), 비접촉 홀더 (32), 및 기판 캐리어 (140) (즉, 기판 (P)) 의 자세가 일체적으로 변화한다.A plurality of (for example, four in this embodiment) guide plates 148 extend radially from the lower surface of the substrate table 30 along the horizontal plane. The substrate carrier 140 has a plurality of pads 146 including air bearings corresponding to the plurality of guide plates 148. The substrate carrier 140 has a plurality of pads 146, In a non-contact state on the guide plate 148 by a static pressure of the guide plate 148. When the substrate table 30 is minutely driven in the Z tilt direction, the plurality of guide plates 148 also move in the z-tilt direction (change in posture) in unison with the substrate table 30, The attitude of the substrate table 30, the non-contact holder 32, and the substrate carrier 140 (that is, the substrate P) changes integrally.

또, 기판 캐리어 (140) 는, 그 기판 캐리어 (140) 가 갖는 가동자와 기판 테이블 (30) 이 갖는 고정자를 포함하는 복수의 리니어 모터 (152) (X 보이스 코일 모터 및 Y 보이스 코일 모터) 를 통하여 기판 테이블 (30) 에 대하여 수평면 내의 3 자유도 방향으로 미소 구동된다. 또, 기판 테이블 (30) 이 XY 평면을 따라 장 스트로크로 이동할 때에는, 기판 테이블 (30) 과 기판 캐리어 (140) 가 일체적으로 XY 평면을 따라 장 스트로크로 이동하도록, 상기 복수의 리니어 모터 (152) 에 의해 기판 캐리어 (140) 에 추력이 부여된다.The substrate carrier 140 includes a plurality of linear motors 152 (X voice coil motors and Y voice coil motors) including a stator included in the mover of the substrate carrier 140 and the substrate table 30 And is slightly driven in the three degrees of freedom direction in the horizontal plane with respect to the substrate table 30. When the substrate table 30 moves to the long stroke along the XY plane, the substrate table 30 and the substrate carrier 140 are integrally moved along the XY plane by a long stroke so that the plurality of linear motors 152 The thrust is imparted to the substrate carrier 140.

기판 캐리어 (140) 의 상면에 있어서의 +Y 측, 및 ―Y 측의 단부 근방 각각에는, 상기 제 1 실시형태와 마찬가지로, 복수의 스케일판 (46) 이 고정되어 있다. 스케일판 (46), 및 기판 캐리어 (140) 의 상면 (반사면) 을 사용하여 기판 캐리어 (140) (즉, 기판 (P)) 의 6 자유도 방향의 위치 정보를 구하는 수법은, 상기 제 1 실시형태와 동일하므로 설명을 생략한다.A plurality of scale plates 46 are fixed to the upper surface of the substrate carrier 140 in the vicinity of the + Y side and the -Y side end, respectively, as in the first embodiment. The scale plate 46 and the top surface (reflecting surface) of the substrate carrier 140 are used to obtain the position information in the six degrees of freedom direction of the substrate carrier 140 (i.e., the substrate P) The description is omitted.

또한, 상기 제 1 ∼ 제 3 각 실시형태에서 설명한 구성에 대해서는, 적절히 변경이 가능하다. 예를 들어, 상기 각 실시형태에 있어서, 기판 캐리어 (40) 상에는, 복수의 스케일판 (46) 이 X 축 방향으로 소정 간격으로 배열되었지만, X 축 방향의 길이가 기판 (P) 과 동일한 정도의 길이인 장척의 스케일판을 사용해도 된다. 이 경우, 1 쌍의 헤드 유닛 (72) 각각에 대해, X 헤드 (78x) 및 Y 헤드 (78y) 는, 각각 1 개씩 형성되어 있으면 된다. 스케일판 (46) 을 복수 형성하는 경우, 각 스케일판 (46) 의 길이가 서로 상이해도 된다. 예를 들어, X 축 방향으로 연장되는 스케일판의 길이를, 쇼트 영역의 X 축 방향의 길이보다 길게 설정함으로써, 주사 노광 동작시에 있어서 헤드 유닛 (72) 이 상이한 스케일판 (46) 을 걸친 기판 (P) 의 위치 제어를 회피할 수 있다. 또, (예를 들어, 4 모따기의 경우와 6 모따기의 경우), 투영 광학계 (16) 의 일측에 배치되는 스케일과, 타측에 배치되는 스케일에서, 서로 길이를 다르게 해도 된다. 또, Y 축 방향으로 복수 배치된 스케일판이, 소정 간격의 간극을 개재하면서 연이어 배치된 스케일군 (스케일열) 을, 복수 열, 서로 X 축 방향으로 떨어진 상이한 위치 (예를 들어, 투영 광학계 (16) 에 대하여 일방의 측 (+X 측) 의 위치와, 타방 (―X 측) 의 위치) 에 배치하는 경우에, 복수 열간에 있어서, 상기 소정 간격의 간극의 위치가 Y 축 방향에 있어서 중복하지 않도록 배치해도 된다. 이와 같이 복수의 스케일열을 배치하면, 서로의 스케일열에 대응하여 배치된 헤드가 동시에 계측 범위 외가 되는 (바꾸어 말하면, 양 헤드가 동시에 간극에 대향하는) 경우가 없다.The configurations described in the first to third embodiments can be appropriately changed. For example, in each of the above embodiments, a plurality of scale plates 46 are arranged on the substrate carrier 40 at predetermined intervals in the X-axis direction, but the length in the X- May be used. In this case, each of the X head 78x and the Y head 78y may be formed for each of the pair of head units 72. When a plurality of scale plates 46 are formed, the lengths of the scale plates 46 may be different from each other. For example, by setting the length of the scale plate extending in the X-axis direction longer than the length of the shot area in the X-axis direction, the head unit 72 can be moved in the X- It is possible to avoid positional control of the position P of the object. Further, the lengths may be different from each other on the scale arranged on one side of the projection optical system 16 and on the scale arranged on the other side (for example, four chamfering and six chamfering). A plurality of scale plates arranged in the Y-axis direction may be arranged at different positions spaced apart from each other in the X-axis direction (for example, a projection optical system 16 (The + X side) and the other side (the -X side) with respect to the Y axis direction, the positions of the gaps at the predetermined intervals are not overlapped in the Y axis direction . When a plurality of scale arrays are arranged in this manner, there is no case in which the heads arranged in correspondence with each other in scale arrays are simultaneously out of the measurement range (in other words, both heads face the gaps at the same time).

또 기판 캐리어 (40) 상의, 소정 간격의 간극을 개재하면서 복수의 스케일이 X 축 방향으로 연이어 배치된 스케일군 (스케일열) 에 있어서, 상기 실시형태에서는 각 스케일의 길이가 동일한 길이의 것을 늘어놓아 배치하고 있지만, 서로 길이가 상이한 스케일을 늘어놓아 배치하도록 해도 된다. 예를 들어, 기판 캐리어 (40) 상의 스케일열에 있어서, X 축 방향에 있어서의 양 단부 근처에 각각 배치되는 스케일 (스케일열에 있어서, 각 단부에 배치되는 스케일) 의 X 축 방향의 길이보다, 중앙부에 배치되는 스케일 쪽을 물리적으로 길게 해도 된다.In the scale group (scale array) in which a plurality of scales are successively arranged in the X-axis direction while interposing a gap of a predetermined interval on the substrate carrier 40, in the above embodiment, the scales having the same length are arranged However, scales having different lengths may be arranged in a line. For example, in the scale row on the substrate carrier 40, the lengths in the X-axis direction of the scales (scales arranged in each end portion in the scale column) disposed near both ends in the X- The scale to be disposed may be physically elongated.

또 기판 캐리어 (40) 상에서, X 축 방향으로 복수의 스케일이, 소정 간격의 간극을 개재하면서 연이어 배치된 스케일군 (스케일열) 에 있어서, 1 개의 스케일 (X 축 계측용의 패턴) 의 X 축 방향의 길이를, 1 쇼트 영역의 길이 (기판 홀더 상의 기판을 X 축 방향으로 이동시키면서 스캔 노광을 실시할 때에, 디바이스 패턴이 조사되어 기판 상에 형성되는 길이) 분만큼 연속해서 측정할 수 있는 길이로 해도 된다. 이와 같이 하면, 1 쇼트 영역의 스캔 노광 중에, 복수 스케일에 대한 헤드의 갈아타기 제어를 실시하지 않고 끝나기 때문에, 스캔 노광 중의 기판 (P) (기판 홀더) 의 위치 계측 (위치 제어) 을 용이하게 할 수 있다.In addition, a plurality of scales in the X-axis direction are arranged on the substrate carrier 40 in a scale group (scale array) arranged successively with a gap of a predetermined interval interposed therebetween, (The length of one shot area (length in which the device pattern is irradiated and formed on the substrate when scanning exposure is performed while moving the substrate on the substrate holder in the X-axis direction)) can be continuously measured . In this way, since the head replacement control for the plurality of scales is not performed during the scan exposure in the one shot area, the position measurement (position control) of the substrate P (substrate holder) during the scan exposure is facilitated .

또, X 엔코더 헤드 (78x, 80x), 및 Y 엔코더 헤드 (78y, 80y) 에 의해, 기판 (P) 및 Y 슬라이더 (76) 각각의 XY 평면 내의 위치 정보를 구했지만, 예를 들어 Z 축 방향의 변위량 정보를 계측 가능한 2 차원 엔코더 헤드 (XZ 엔코더 헤드 혹은 YZ 엔코더 헤드) 를 사용하여, 기판 (P) 및 Y 슬라이더 (76) 각각의 XY 평면 내의 위치 정보와 아울러, 기판 (P) 및 Y 슬라이더 (76) 각각의 Z 틸트 변위량 정보를 구해도 된다. 이 경우, 기판 (P) 의 Z 틸트 위치 정보를 구하기 위한 센서 헤드 (78z, 80z) 를 생략하는 것이 가능하다. 또한, 이 경우, 기판 (P) 의 Z 틸트 위치 정보를 구하기 위해서는, 항상 2 개의 하향 Z 헤드가 스케일판 (46) 에 대향하고 있을 필요가 있으므로, 스케일판 (46) 을 X 프레임 (42x) 과 동일한 정도의 길이의 1 매의 장척의 스케일판에 의해 구성하는 것, 혹은 상기 2 차원 엔코더 헤드를 X 축 방향으로 소정 간격으로, 예를 들어 3 개 이상 배치하는 것이 바람직하다.Although the position information in the XY plane of each of the substrate P and the Y slider 76 is obtained by the X encoder heads 78x and 80x and the Y encoder heads 78y and 80y, The position information in the XY plane of each of the substrate P and the Y slider 76 and the position information in the XY plane of the substrate P and the Y slider 76 are detected by using a two-dimensional encoder head (XZ encoder head or YZ encoder head) The Z-tilt displacement amount information of each of the Z-tilt displacement amount information 76 may be obtained. In this case, the sensor heads 78z and 80z for obtaining Z tilt position information of the substrate P can be omitted. In this case, in order to obtain the z-tilt position information of the substrate P, it is necessary that the two downward Z heads always face the scale plate 46. Therefore, the scale plate 46 is placed between the X frame 42x and the X- It is preferable to arrange the two-dimensional encoder heads by a single long scale plate having the same length or to arrange the two-dimensional encoder heads at predetermined intervals in the X-axis direction, for example, three or more.

또, 상기 각 실시형태의 엔코더 시스템에서는, 기판 캐리어 (40, 140) 가 스케일판 (46) (회절 격자) 을 갖고, 헤드 유닛 (72) 이 계측 헤드를 갖는 구성이었지만, 이것에 한정되지 않고, 기판 캐리어 (40, 140) 가 계측 헤드를 갖고, 그 계측 헤드와 동기하여 이동하는 스케일판이 장치 본체 (18) 에 장착되어도 (상기 각 실시형태와는 반대 배치여도) 된다.In the encoder system of each of the above embodiments, the substrate carriers 40 and 140 have the scale plate 46 (diffraction grating) and the head unit 72 has the measurement head. However, the present invention is not limited to this, Even when the substrate carriers 40 and 140 have a measurement head and a scale plate moving in synchronism with the measurement head is mounted on the apparatus main body 18 (even in the opposite arrangement to the above-described embodiments).

또, 상기 각 실시형태에 있어서, 복수의 스케일판 (46) 이 X 축 방향으로 소정 간격으로 배치되었지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 기판 캐리어 (40) 의 X 축 방향의 길이와 동일한 정도의 길이로 형성된 장척의 1 매의 스케일판을 사용해도 된다. 이 경우, 스케일판과 헤드의 대향 상태가 항상 유지되므로, 각 헤드 유닛 (72) 이 갖는 X 헤드 (78x), Y 헤드 (78y) 는, 각각 1 개로 좋다. 스케일판 (82) 에 대해서도 동일하다. 또, 상기 제 1 실시형태에서는, X 프레임 (42x) 의 상면의 거의 전체에 스케일판 (46) 이 장착되었지만, 스케일판 (46) 이 장착되는 범위는, 기판 캐리어 (40) 의 X 축 방향의 이동 범위에 따라 적절히 변경 가능하다. 즉, 기판 캐리어 (40) 의 이동 범위 내에서, 복수의 헤드가, 가장 +X 측의 스케일판 (46), 및 가장 ―X 측의 스케일판 (46) 에 대향 가능하면, 스케일판 (46) 의 장착 범위는, 보다 짧아도 된다. 또, 경우에 따라서는, X 프레임 (42x) 의 X 축 방향의 길이보다 긴 범위에 복수 (혹은 장척의 1 매의) 스케일판을 형성해도 되고, 이 경우, X 프레임 (42x) 보다 X 축 방향으로 긴 별도 부재에 스케일판 (46) 을 장착하면 된다. 또, 상기 각 실시형태에서는, 1 차원 스케일과 1 차원 헤드에 의해 구성되는 1 차원 엔코더 시스템을 조합하여 2 차원 계측을 실시했지만, 이것에 한정되지 않고, 2 차원 스케일 (XY 스케일) 과 2 차원 헤드 (XY 헤드) 에 구성되는 2 차원 엔코더 시스템을 이용해도 된다.In the above embodiments, the plurality of scale plates 46 are arranged at predetermined intervals in the X-axis direction, but the present invention is not limited thereto. For example, the scale plates 46 may have the same degree as the length of the substrate carrier 40 in the X- May be used as the scale plate. In this case, since the opposed state of the scale plate and the head is always maintained, one X head 78x and one Y head 78y of each head unit 72 may be provided. The same is true for the scale plate 82. Although the scale plate 46 is mounted on almost the entire upper surface of the X frame 42x in the first embodiment described above, the range in which the scale plate 46 is mounted is the range in which the X- It can be changed appropriately according to the movement range. That is, if a plurality of heads can face the scale plate 46 at the most + X side and the scale plate 46 at the most-X side within the movement range of the substrate carrier 40, The mounting range may be shorter. In addition, in some cases, a plurality of (or one long) scale plates may be formed in a range longer than the X-axis direction length of the X-axis frame 42x. In this case, The scale plate 46 may be mounted on a separate long member. In the above-described embodiments, the two-dimensional measurement is performed by combining the one-dimensional encoder system constituted by the one-dimensional scale and the one-dimensional head. However, the present invention is not limited to this. (XY head) may be used.

또, 상기 각 실시형태에서는, 기판 캐리어 (40) 의 위치 정보 및 Y 슬라이더 (76) 의 위치 정보가, 각각 엔코더 시스템에 의해 구해졌지만, 이것에 한정되지 않고, Y 슬라이더 (76) 의 위치 정보에 관해서는, 예를 들어 광 간섭계 시스템 등의 다른 계측 시스템에 의해 구해도 된다.In the above embodiments, the position information of the substrate carrier 40 and the position information of the Y slider 76 are respectively obtained by the encoder system. However, the position information of the Y slider 76 is not limited to this, May be obtained by another measurement system such as an optical interferometer system, for example.

또, 상기 제 1 실시형태의 기판 스테이지 장치 (20) 는, 비접촉 홀더 (32) 와 기판 캐리어 (40) 가, 일체적으로 X 축 (스캔) 방향으로 이동 가능함과 함께, 기판 캐리어 (40) 가 비접촉 홀더 (32) 에 대하여 Y 축 (비스캔) 방향으로 이동 가능하게 구성되었지만, 이와는 반대로, 비접촉 홀더 (32) 와 기판 캐리어 (40) 가, 일체적으로 Y 축 방향으로 이동 가능하거나, 또한 기판 캐리어 (40) 가 비접촉 홀더 (32) 에 대하여 X 축 방향으로 이동 가능하도록 구성해도 된다. 이 경우, 주사 노광 동작시에 있어서, 기판 캐리어 (40) 만을 스캔 방향으로 장 스트로크로 이동시키면 되고, 구동 대상물이 경량이므로, 위치 제어성이 향상된다. 또, 구동용의 액추에이터를 소형화할 수 있다.In the substrate stage device 20 of the first embodiment, the noncontact holder 32 and the substrate carrier 40 are integrally movable in the X-axis (scanning) direction and the substrate carrier 40 The noncontact holder 32 and the substrate carrier 40 can move integrally in the Y axis direction or can move in the Y axis direction (non-scanning direction) with respect to the noncontact holder 32. On the contrary, The carrier 40 may be configured to be movable in the X-axis direction with respect to the non-contact holder 32. [ In this case, in the scanning exposure operation, only the substrate carrier 40 is moved in the scanning direction in the long stroke, and the position controllability is improved because the driven object is light in weight. In addition, the actuators for driving can be downsized.

또, 상기 각 실시형태에 있어서, 기판 캐리어 (40) 등은, 기판 (P) 의 외주연부 (4 변) 를 따른, 예를 들어 4 개의 프레임 부재 (제 1 실시형태에서는, 1 쌍의 X 프레임 (42x), 및 1 쌍의 Y 프레임 (42y)) 에 의해 사각형의 틀형상으로 형성되었지만, 기판 (P) 의 흡착 유지를 확실하게 실시할 수 있으면, 이것에 한정되지 않고, 기판 캐리어 (40) 등은, 예를 들어 기판 (P) 의 외주연부 중, 일부를 따른 프레임 부재에 의해 구성되어도 된다. 구체적으로는, 기판 캐리어는, 기판 (P) 의 3 변을 따른, 예를 들어 3 개의 프레임 부재에 의해, 평면에서 봤을 때 U 자 형상으로 형성되어도 되고, 혹은, 기판 (P) 의 인접하는 2 변을 따른, 예를 들어 2 개의 프레임 부재에 의해, 평면에서 봤을 때 L 자 상으로 형성되어도 된다. 또, 기판 캐리어는, 기판 (P) 의 1 변을 따른, 예를 들어 1 개의 프레임 부재에 의해서만 형성되어 있어도 된다. 또, 기판 캐리어는, 기판 (P) 의 서로 상이한 부분을 유지하고, 서로 독립적으로 위치 제어가 되는 복수의 부재에 의해 구성되어도 된다.In each of the above-described embodiments, the substrate carrier 40 and the like are arranged along the outer peripheral edge (four sides) of the substrate P, for example, four frame members (in the first embodiment, And the pair of Y frames 42y), the present invention is not limited to this, and the substrate carrier 40 is not limited to this, as long as the suction and holding of the substrate P can be reliably performed. Or the like may be constituted by a frame member along a part of the outer peripheral edge portion of the substrate P, for example. Concretely, the substrate carrier may be formed in a U-shape when viewed from the plane, for example, by three frame members along three sides of the substrate P, For example, by two frame members along the sides, and may be formed in an L shape when viewed in plan. The substrate carrier may be formed only along one side of the substrate P, for example, only by one frame member. The substrate carrier may be constituted by a plurality of members holding different portions of the substrate P and being positionally controlled independently of each other.

또, 상기 각 실시형태에 있어서, 비접촉 홀더 (32) 는, 기판 (P) 을 비접촉 지지했지만, 기판 (P) 과 비접촉 홀더 (32) 의 수평면에 평행한 방향의 상대 이동을 저해하지 않으면, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 볼 등의 전동체를 통하여 접촉 상태로 지지해도 된다.In the above embodiments, the non-contact holder 32 supports the substrate P in a noncontact manner. However, if the substrate P does not hinder the relative movement of the substrate P and the non-contact holder 32 in the direction parallel to the horizontal plane, But may be supported in contact with each other through a rolling member such as a ball.

또, 조명계 (12) 에서 사용되는 광원, 및 그 광원으로부터 조사되는 조명광 (IL) 의 파장은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 ArF 엑시머 레이저 광 (파장 193 ㎚), KrF 엑시머 레이저 광 (파장 248 ㎚) 등의 자외광이나, F2 레이저 광 (파장 157 ㎚) 등의 진공 자외광이어도 된다.The wavelength of the light source used in the illumination system 12 and the illumination light IL irradiated from the light source is not particularly limited and ArF excimer laser light (wavelength 193 nm), KrF excimer laser light (wavelength 248 Nm) or vacuum ultraviolet light such as F2 laser light (wavelength 157 nm).

또, 상기 각 실시형태에서는, 투영 광학계 (16) 로서, 등배계가 사용되었지만, 이것에 한정되지 않고, 축소계 혹은 확대계를 사용해도 된다.In each of the above-described embodiments, a back-projection system is used as the projection optical system 16, but the present invention is not limited to this, and a reduction system or an enlargement system may be used.

또, 노광 장치의 용도로는, 각형의 유리 플레이트에 액정 표시 소자 패턴을 전사하는 액정용의 노광 장치에 한정되는 일 없이, 예를 들어 유기 EL (Electro-Luminescence) 패널 제조용의 노광 장치, 반도체 제조용의 노광 장치, 박막 자기 헤드, 마이크로머신 및 DNA 칩 등을 제조하기 위한 노광 장치에도 널리 적용할 수 있다. 또, 반도체 소자 등의 마이크로디바이스 뿐만 아니라, 광 노광 장치, EUV 노광 장치, X 선 노광 장치, 및 전자선 노광 장치 등에서 사용되는 마스크 또는 레티클을 제조하기 위해서, 유리 기판 또는 실리콘 웨이퍼 등에 회로 패턴을 전사하는 노광 장치에도 적용할 수 있다.The use of the exposure apparatus is not limited to an exposure apparatus for liquid crystal that transfers a liquid crystal display element pattern to a rectangular glass plate. For example, an exposure apparatus for manufacturing an organic EL (Electro-Luminescence) panel, A thin film magnetic head, a micromachine, a DNA chip, and the like. In addition, in order to manufacture a mask or a reticle used in not only a micro device such as a semiconductor device but also a light exposure device, EUV exposure device, X-ray exposure device, and electron beam exposure device, a circuit pattern is transferred onto a glass substrate or a silicon wafer It is also applicable to an exposure apparatus.

또, 노광 대상이 되는 물체는 유리 플레이트에 한정되지 않고, 예를 들어 웨이퍼, 세라믹 기판, 필름 부재, 혹은 마스크 블랭크스 등, 다른 물체여도 된다. 또, 노광 대상물이 플랫 패널 디스플레이용의 기판인 경우, 그 기판의 두께는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 필름상 (가요성을 갖는 시트상의 부재) 의 것도 포함된다. 또한, 본 실시형태의 노광 장치는, 한 변의 길이, 또는 대각 길이가 500 ㎜ 이상인 기판이 노광 대상물인 경우에 특히 유효하다. 또, 노광 대상의 기판이 가요성을 갖는 시트상인 경우에는, 그 시트가 롤상으로 형성되어 있어도 된다.The object to be exposed is not limited to the glass plate, and may be another object such as a wafer, a ceramic substrate, a film member, a mask blank, or the like. When the object to be exposed is a substrate for a flat panel display, the thickness of the substrate is not particularly limited and includes, for example, a film-like (sheet-shaped member having flexibility). Further, the exposure apparatus of the present embodiment is particularly effective when the substrate having a length of one side or a diagonal length of 500 mm or more is an object to be exposed. When the substrate to be exposed is a flexible sheet, the sheet may be formed in a roll shape.

액정 표시 소자 (혹은 반도체 소자) 등의 전자 디바이스는, 디바이스의 기능·성능 설계를 실시하는 스텝, 이 설계 스텝에 기초한 마스크 (혹은 레티클) 를 제조하는 스텝, 유리 기판 (혹은 웨이퍼) 을 제조하는 스텝, 상기 서술한 각 실시형태의 노광 장치, 및 그 노광 방법에 의해 마스크 (레티클) 의 패턴을 유리 기판에 전사하는 리소그래피 스텝, 노광된 유리 기판을 현상하는 현상 스텝, 레지스트가 잔존하고 있는 부분 이외의 부분의 노출 부재를 에칭에 의해 제거하는 에칭 스텝, 에칭이 끝나 불필요해진 레지스트를 제거하는 레지스트 제거 스텝, 디바이스 조립 스텝, 검사 스텝 등을 거쳐 제조된다. 이 경우, 리소그래피 스텝에서, 상기 실시형태의 노광 장치를 사용하여 전술한 노광 방법이 실행되고, 유리 기판 상에 디바이스 패턴이 형성되므로, 고집적도의 디바이스를 양호한 생산성으로 제조할 수 있다.An electronic device such as a liquid crystal display element (or a semiconductor element) has a function of designing a function and a performance of a device, a step of manufacturing a mask (or a reticle) based on the design step, a step of manufacturing a glass substrate , A lithography step of transferring the pattern of the mask (reticle) onto the glass substrate by the exposure apparatus of each of the embodiments described above, and the exposure method thereof, a development step of developing the exposed glass substrate, An etching step of removing the exposed member of the portion by etching, a resist removing step of removing the unnecessary resist after etching, a device assembling step, and an inspection step. In this case, in the lithography step, the above-described exposure method is carried out using the exposure apparatus of the above-described embodiment, and the device pattern is formed on the glass substrate, so that a highly integrated device can be manufactured with good productivity.

또한, 상기 실시형태에서 인용한 노광 장치 등에 관한 모든 미국 특허출원공개 명세서 및 미국 특허 명세서의 개시를 원용하여 본 명세서의 기재의 일부로 한다.Further, the disclosure of all of the U.S. patent application publications and the U.S. patent specification relating to the exposure apparatuses and the like cited in the above-mentioned embodiments are referred to as a part of the description of this specification.

산업상 이용가능성Industrial availability

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 이동체 장치 및 물체의 이동 방법은, 물체를 이동시키는 데 적합하다. 또, 본 발명의 노광 장치는, 물체를 노광하는 데 적합하다. 또, 본 발명의 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법은, 플랫 패널 디스플레이의 제조에 적합하다. 또, 본 발명의 디바이스 제조 방법은, 마이크로디바이스의 제조에 적합하다.INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the moving body apparatus and the moving method of the present invention are suitable for moving objects. Further, the exposure apparatus of the present invention is suitable for exposing an object. In addition, the method of manufacturing a flat panel display of the present invention is suitable for manufacturing a flat panel display. Further, the device manufacturing method of the present invention is suitable for manufacturing micro devices.

10 : 액정 노광 장치
20 : 기판 스테이지 장치
32 : 비접촉 홀더
40 : 기판 캐리어
48 : 스케일판
70 : 기판 위치 계측계
76 : Y 슬라이더
78x, 80x : X 엔코더 헤드
78y, 80y : Y 엔코더 헤드
82 : 스케일판
P : 기판
10: liquid crystal exposure apparatus
20: substrate stage device
32: Non-contact holder
40: substrate carrier
48: scale plate
70: Substrate position measuring system
76: Y Slider
78x, 80x: X encoder head
78y, 80y: Y encoder head
82: scale plate
P: substrate

Claims (23)

물체를 비접촉 지지하는 지지부와,
상기 지지부에 의해 비접촉 지지된 상기 물체를 유지하는 유지부와,
상기 유지부를, 서로 교차하는 제 1 및 제 2 방향으로 이동시키는 제 1 구동부와,
상기 유지부의 상기 제 1 및 제 2 방향으로의 이동의 기준이 되는 기준 부재와,
상기 제 1 방향의 계측 성분을 갖는 제 1 격자부와, 상기 제 1 격자부에 대향하도록 배치되고, 상기 제 1 격자부에 대하여 계측빔을 조사하는 제 1 헤드를 갖고, 상기 제 1 격자부와 상기 제 1 헤드의 일방이 상기 유지부에 형성되고, 상기 제 1 격자부와 상기 제 1 헤드의 타방이 상기 기준 부재와 상기 유지부의 사이에 형성되고, 상기 제 1 헤드 및 상기 제 1 격자 부재에 의해 상기 제 1 헤드의 위치 정보를 계측하는 제 1 계측부와,
상기 제 1 격자부와 상기 제 1 헤드의 타방의 위치 정보를 계측하는 제 2 계측부와,
상기 제 1 및 제 2 계측부에 의해 계측된 위치 정보에 기초하여, 상기 제 1 및 제 2 방향에 관해서, 상기 물체를 유지하는 상기 유지부의 위치 정보를 구하는 위치 계측계를 구비하는, 이동체 장치.
A support portion for supporting the object in a non-contact manner,
A holding portion for holding the object not supported by the support portion,
A first driving unit for moving the holding unit in first and second directions intersecting with each other,
A reference member that is a reference for movement of the holding portion in the first and second directions,
A first grating portion having a measurement component in the first direction and a first head arranged to face the first grating portion and irradiating a measurement beam to the first grating portion, Wherein one side of the first head is formed in the holding portion, the other of the first grating portion and the first head is formed between the reference member and the holding portion, and the first head and the first grating member A first measuring unit for measuring positional information of the first head by the first measuring unit,
A second measuring unit for measuring position information of the other of the first lattice unit and the first head,
And a position measuring system for obtaining positional information of the holding unit holding the object with respect to the first and second directions based on the positional information measured by the first and second measuring units.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 구동부는, 상기 유지부에 유지된 상기 물체를 상기 지지부에 대하여 상기 제 2 방향으로 상대 이동시키는, 이동체 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the first driving unit relatively moves the object held by the holding unit in the second direction with respect to the supporting unit.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 지지부를 상기 제 1 방향으로 이동시키는 제 2 구동부를 추가로 구비하고,
상기 제 1 및 제 2 구동부는, 상기 유지부 및 상기 지지부를 상기 제 1 방향으로 이동시키는, 이동체 장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
And a second driving unit for moving the supporting unit in the first direction,
And the first and second driving portions move the holding portion and the supporting portion in the first direction.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 격자부와 상기 제 1 헤드의 타방이 형성되는 이동체를 추가로 구비하고,
상기 이동체는, 상기 제 1 구동부에 의한 상기 유지부의 상기 제 2 방향으로의 구동과는 상이한 타이밍으로 상기 제 2 방향으로 구동되는, 이동체 장치.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Further comprising a moving body on which the first lattice portion and the other of the first head are formed,
Wherein the moving body is driven in the second direction at a timing different from a driving direction of the holding portion by the first driving portion in the second direction.
제 4 항에 있어서,
상기 이동체가 상기 제 2 방향으로 소정 간격으로 복수 형성되고,
상기 제 1 계측부는, 상기 복수의 이동체의 각각에 형성된 상기 제 1 격자부와 상기 제 1 헤드의 타방과, 상기 유지부에 형성된 상기 제 1 격자부와 상기 제 1 헤드의 일방에 의해 위치 정보를 계측하는, 이동체 장치.
5. The method of claim 4,
A plurality of moving bodies are formed at predetermined intervals in the second direction,
Wherein the first measuring unit includes position information by one of the first lattice portion formed on each of the plurality of moving bodies and the other of the first head and the first lattice portion formed on the holding portion and the first head Measuring device.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 제 2 계측부는, 상기 제 2 방향의 계측 성분을 갖는 제 2 격자부와, 상기 제 2 격자부에 대하여 계측빔을 조사하는 제 2 헤드를 갖고, 상기 제 2 격자부와 상기 제 2 헤드의 일방이 상기 이동체에 형성되고, 상기 제 2 격자부와 상기 제 2 헤드의 일방이 상기 기준 부재에 형성되는, 이동체 장치.
The method according to claim 4 or 5,
Wherein the second measuring portion has a second grating portion having a measurement component in the second direction and a second head for irradiating a measurement beam to the second grating portion, One of which is formed on the movable body, and one of the second lattice portion and the second head is formed on the reference member.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 계측부는, 상기 제 1 방향으로 서로 이간하여 배치된 복수의 제 1피계측계와, 상기 제 1 방향으로 서로 이간하여 배치된 복수의 제 1 계측계를 포함하고,
상기 제 2 계측부는, 상기 제 2 방향으로 서로 이간하여 배치된 복수의 제 2피계측계와, 상기 제 2 방향으로 서로 이간하여 배치된 복수의 제 2 계측계를 포함하고,
상기 제 1 및 제 2 계측부는, 인접하는 1 쌍의 상기 계측계간의 간격이 인접하는 1 쌍의 상기 피계측계간의 간격보다 넓은, 이동체 장치.
The method according to claim 6,
Wherein the first measurement unit includes a plurality of first measurement systems disposed at a distance from each other in the first direction and a plurality of first measurement systems disposed apart from each other in the first direction,
The second measurement unit includes a plurality of second measurement systems disposed apart from each other in the second direction and a plurality of second measurement systems disposed apart from each other in the second direction,
Wherein the first and second measuring units are wider than the interval between a pair of adjacent measurement units, wherein the interval between the pair of adjacent measurement units is larger than the interval between the pair of adjacent measurement units.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지부와 상기 유지부는 서로 비접촉으로 형성되는, 이동체 장치.
8. The method according to any one of claims 1 to 7,
Wherein the support portion and the holding portion are formed in a non-contact manner with each other.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지부는, 상기 물체의 하면을 비접촉 지지하는, 이동체 장치.
9. The method according to any one of claims 1 to 8,
And the support portion noncontactly supports the lower surface of the object.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유지부는, 상기 물체의 외주연부 (外周緣部) 의 적어도 일부를 유지하는 틀형상 부재를 포함하는, 이동체 장치.
10. The method according to any one of claims 1 to 9,
Wherein the holding portion includes a frame-shaped member that holds at least a part of an outer peripheral edge portion of the object.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 이동체 장치와,
에너지 빔을 사용하여 상기 물체에 소정의 패턴을 형성하는 패턴 형성 장치를 구비하는, 노광 장치.
11. A mobile communication device comprising: the mobile device according to any one of claims 1 to 10;
And a pattern forming device for forming a predetermined pattern on the object using an energy beam.
제 11 항에 있어서,
상기 지지부는, 상기 물체에 있어서 상기 패턴이 형성되는 대상의 거의 전체 영역을 지지 가능한 지지면을 갖는, 노광 장치.
12. The method of claim 11,
Wherein the support portion has a support surface capable of supporting substantially the whole area of the object on which the pattern is formed in the object.
제 12 항에 있어서,
상기 제 1 구동부는, 상기 제 2 방향에 관해서 상기 물체의 적어도 일부가 상기 지지부로부터 벗어나도록 상기 유지부와 상기 지지부를 상대 이동시키는, 노광 장치.
13. The method of claim 12,
Wherein the first driving unit relatively moves the holding unit and the supporting unit such that at least a part of the object is displaced from the supporting unit in the second direction.
제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 물체는, 플랫 패널 디스플레이에 사용되는 기판인, 노광 장치.
14. The method according to any one of claims 11 to 13,
Wherein the object is a substrate used in a flat panel display.
제 14 항에 있어서,
상기 기판은, 적어도 한 변의 길이 또는 대각 길이가 500 ㎜ 이상인, 노광 장치.
15. The method of claim 14,
Wherein the substrate has a length or a diagonal length of at least one side of 500 mm or more.
제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 기재된 노광 장치를 사용하여 상기 물체를 노광하는 것과,
노광된 상기 물체를 현상하는 것을 포함하는, 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법.
14. A method of exposing an object using the exposure apparatus according to any one of claims 11 to 14,
And developing the exposed object. ≪ Desc / Clms Page number 19 >
제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 기재된 노광 장치를 사용하여 상기 물체를 노광하는 것과,
노광된 상기 물체를 현상하는 것을 포함하는, 디바이스 제조 방법.
14. A method of exposing an object using the exposure apparatus according to any one of claims 11 to 14,
And developing the exposed object.
물체를 지지부에 의해 비접촉 지지하는 것과,
상기 지지부에 의해 비접촉 지지된 상기 물체를 유지부에 의해 유지하는 것과,
상기 유지부를, 서로 교차하는 제 1 및 제 2 방향으로 제 1 구동부에 의해 이동시키는 것과,
상기 제 1 방향의 계측 성분을 갖는 제 1 격자부와, 상기 제 1 격자부에 대향하도록 배치되고, 상기 제 1 격자부에 대하여 계측빔을 조사하는 제 1 헤드를 갖고, 상기 제 1 격자부와 상기 제 1 헤드의 일방이 상기 유지부에 형성되고, 상기 제 1 격자부와 상기 제 1 헤드의 타방이 상기 유지부의 상기 제 1 및 제 2 방향으로의 이동의 기준이 되는 기준 부재와 상기 유지부의 사이에 형성된 제 1 계측부에 의해, 상기 제 1 헤드 및 상기 제 1 격자 부재를 사용하여 상기 제 1 헤드의 위치 정보를 계측하는 것과,
상기 제 1 격자부와 상기 제 1 헤드의 타방의 위치 정보를 제 2 계측부에 의해 계측하는 것과,
상기 제 1 및 제 2 계측부에 의해 계측된 위치 정보에 기초하여, 상기 제 1 및 제 2 방향에 관해서, 상기 물체를 유지하는 상기 유지부의 위치 정보를 구하는 것을 포함하는, 물체의 이동 방법.
Contact support of an object by a supporting part,
Holding the object not supported by the support portion by the holding portion,
The holding portion is moved by the first driving portion in the first and second directions intersecting with each other,
A first grating portion having a measurement component in the first direction and a first head arranged to face the first grating portion and irradiating a measurement beam to the first grating portion, Wherein one of the first head is formed in the holding portion and the other of the first lattice portion and the first head is used as a reference for movement of the holding portion in the first and second directions, Measuring the position information of the first head using the first head and the first grating member by a first measuring unit formed between the first measuring unit and the first measuring unit,
Measuring the position of the other of the first lattice and the first head by the second measuring unit,
And obtaining positional information of the holding unit holding the object with respect to the first and second directions based on the positional information measured by the first and second measuring units.
제 18 항에 있어서,
상기 제 1 구동부에 의해 이동시키는 것은, 상기 유지부에 유지된 상기 물체를 상기 지지부에 대하여 상기 제 2 방향으로 상대 이동시키는 것을 포함하는, 물체의 이동 방법.
19. The method of claim 18,
Wherein the moving by the first driving part includes relative movement of the object held by the holding part in the second direction with respect to the supporting part.
제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,
상기 제 1 구동부에 의해 이동시키는 것은, 상기 유지부를 상기 제 1 방향으로 이동시키는 것과 함께, 제 2 구동부에 의해 상기 지지부를 상기 제 1 방향으로 이동시키는 것을 포함하는, 물체의 이동 방법.
20. The method according to claim 18 or 19,
Wherein the moving by the first driving unit includes moving the holding unit in the first direction and moving the supporting unit in the first direction by the second driving unit.
제 18 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 구동부에 의해 이동시키는 것에서는, 상기 제 1 구동부에 의한 상기 유지부의 상기 제 2 방향으로의 구동과는 상이한 타이밍으로, 상기 제 1 격자부와 상기 제 1 헤드의 타방이 형성되는 이동체를 상기 제 2 방향으로 구동하는, 물체의 이동 방법.
21. The method according to any one of claims 18 to 20,
Wherein the first lattice portion and the other of the first head are formed at a different timing from the driving of the holding portion by the first driving portion in the second direction, And moving in the second direction.
제 21 항에 있어서,
상기 이동체가 상기 제 2 방향으로 소정 간격으로 복수 형성되고,
상기 제 1 헤드의 위치 정보를 계측하는 것에서는, 상기 복수의 이동체의 각각에 형성된 상기 제 1 격자부와 상기 제 1 헤드의 타방과, 상기 유지부에 형성된 상기 제 1 격자부와 상기 제 1 헤드의 일방에 의해, 위치 정보를 계측하는, 물체의 이동 방법.
22. The method of claim 21,
A plurality of moving bodies are formed at predetermined intervals in the second direction,
Wherein the position information of the first head is measured by using the first grating portion formed on each of the plurality of moving bodies and the other of the first head and the first grating portion formed on the holding portion, And the position information is measured by one of the two directions.
제 21 항 또는 제 22 항에 있어서,
상기 제 2 계측부는, 상기 제 2 방향의 계측 성분을 갖는 제 2 격자부와, 상기 제 2 격자부에 대하여 계측빔을 조사하는 제 2 헤드를 갖고, 상기 제 2 격자부와 상기 제 2 헤드의 일방이 상기 이동체에 형성되고, 상기 제 2 격자부와 상기 제 2 헤드의 일방이 상기 기준 부재에 형성되는, 물체의 이동 방법.
23. The method of claim 21 or 22,
Wherein the second measuring portion has a second grating portion having a measurement component in the second direction and a second head for irradiating a measurement beam to the second grating portion, Wherein one of the second grid and the second head is formed on the moving member, and one of the second grid and the second head is formed on the reference member.
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